(57)【要約】  夜間においても、画像に基づいて対象物との相対距離を測定できる距離測定装置、及び距離測定方法を提供する。自車両の走行方向を撮像画像として撮像する撮像手段と、撮像画像に撮像されている直接光と当該直接光が走行路面で反射した反射光との当該撮像画像における位置の組み合わせをそれぞれ特定する特定手段と、特定手段によってそれぞれ特定された組み合わせの直接光の位置と反射光の位置とに基づき、対象物との相対距離を測定する測定手段とを備える。
2011055418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の走行方向を撮像画像として撮像する撮像手段と、
前記撮像画像に撮像されている直接光と当該直接光が走行路面で反射した反射光との当該撮像画像における位置の組み合わせをそれぞれ特定する特定手段と、
前記特定手段によってそれぞれ特定された組み合わせの前記直接光の位置と前記反射光の位置とに基づき、対象物との相対距離を測定する測定手段とを備える、距離測定装置。
【請求項２】
前記特定手段は、
前記撮像画像において予め定められた第１の領域に含まれる画素の輝度値を当該撮像画像の縦方向の画素列毎に積算することにより縦方向積算輝度分布を生成する第１の生成手段と、
前記縦方向積算輝度分布と予め定められた第１のしきい値とを比較することにより、前記撮像画像において前記直接光、及び前記反射光との組み合わせが撮像されている第２の領域を特定する領域特定手段と、
前記撮像画像における前記第２の領域のそれぞれに含まれる画素の輝度値を当該撮像画像の横方向の画素列毎に積算することにより横方向積算輝度分布を当該第２の領域にそれぞれ対応させて生成する第２の生成手段とを含み、
前記測定手段は、前記横方向積算輝度分布に基づいて特定された組み合わせの前記直接光の位置と前記反射光の位置とに基づき、前記対象物との相対距離を測定する、請求項１に記載の距離測定装置。
【請求項３】
前記特定手段は、
予め定められた第１のピークしきい値と、当該第１のピークしきい値よりも相対的に低く予め定められた第２のピークしきい値と、予め定められた第１の分布幅しきい値と、当該第１の分布幅しきい値よりも相対的に大きく予め定められた第２の分布幅しきい値とをそれぞれ記憶する記憶手段と、
前記第２の生成手段によって生成されたそれぞれの前記横方向積算輝度分布に生じるピーク値を前記第１のピークしきい値、及び前記第２のピークしきい値と比較した結果と、当該横方向積算輝度分布の前記ピーク値を生じる分布の幅を前記第１の分布幅しきい値、及び前記第２の分布幅しきい値と比較した結果に基づき前記直接光の位置、及び前記反射光の位置の組み合わせを特定する組み合わせ特定手段をさらに含み、
前記測定手段は、前記組み合わせ特定手段によって特定された組み合わせの前記直接光の位置と前記反射光の位置とに基づき、前記対象物との相対距離を測定する、請求項２に記載の距離測定装置。
【請求項４】
前記組み合わせ特定手段は、
前記横方向積算輝度分布の中でピーク値が前記第１のピークしきい値を超え、且つ分布の幅が前記第１の分布幅しきい値未満となる部分の分布を特定し、特定した分布のピーク値が生じる前記撮像画像における縦方向の位置を前記直接光の位置として特定する直接光特定手段と、
前記横方向積算輝度分布の中でピーク値が前記第１のピークしきい値から前記第２のピークしきい値までの範囲内であり、且つ分布の幅が前記第２の分布幅しきい値を超える部分の分布を特定し、特定した分布のピーク値が生じる前記撮像画像における縦方向の位置を前記直接光の位置として特定する反射光特定手段とを含み、
前記組み合わせ特定手段は、前記直接光特定手段、及び前記反射光特定手段によってそれぞれ同一の前記横方向積算輝度分布から特定された前記直接光の位置と前記反射光の位置とを特定して組み合わせる、請求項３に記載の距離測定装置。
【請求項５】
前記領域特定手段は、前記撮像画像において先行車両が存在する領域として予め定められた先行車両存在領域に対応する前記縦方向積算輝度分布と前記第１のしきい値とを比較することにより前記第２の領域を特定する、請求項４に記載の距離測定装置。
【請求項６】
前記自車両の重心を鉛直方向に通る軸周りの回転角速度を検出する角速度検出手段をさらに備え、
前記領域特定手段は、
前記角速度検出手段によって検出された前記回転角速度に基づいて判断した前記自車両の旋回方向と旋回速度とに応じて前記先行車両存在領域を前記撮像画像内で移動させる、請求項５に記載の距離測定装置。
【請求項７】
自車両の走行方向を撮像画像として撮像する撮像ステップと、
前記撮像画像に撮像されている直接光と当該直接光が走行路面で反射した反射光との当該撮像画像における位置の組み合わせをそれぞれ特定する特定ステップと、
前記特定ステップにおいてそれぞれ特定された組み合わせの前記直接光の位置と前記反射光の位置とに基づき、対象物との相対距離を測定する測定ステップとを備える、距離測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、距離測定装置に関し、より特定的には、自動車などの移動体に搭載される距離測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車などの移動体には、走行方向をカメラで撮像した画像に基づいて先行車両との相対距離を測定する方法を用いた距離測定装置が搭載されている。先行車両との相対距離を測定するこのような方法として、例えば、特許文献１に記載の位置計測方法（以下、従来技術と称する）が一例として挙げられる。【０００３】
従来技術では、撮像画像に基づいて、直線平坦路走行時の走行路画像を推定した直線平坦路モデル画像を生成する。そして、直線平坦路モデル画像における下端からの対象物位置と、実走行路画像における下端からの対象物位置とに基づいて対象物との相対距離を測定することにより、道路勾配がある走行路においても対象物との相対距離を精度よく測定できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−４８２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、以下に述べるような課題を有する。すなわち、上記従来技術では、走行路画像における下端から対象物の位置までの距離に基づいて、当該対象物との相対距離を測定する方法を用いている。しかし、夜間に撮像された画像では、対象物が明確に撮像されない（従来技術では、図２に示すように対象物のタイヤの接地位置が明確に撮像されない）。このため、従来技術では、夜間において対象物との相対距離を画像に基づいて測定することができない。【０００６】
それ故に、本発明は、夜間においても、画像に基づいて対象物との相対距離を測定できる距離測定装置、及び距離測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、以下に示すような特徴を有する。【０００８】
本発明の第１の局面は、自車両の走行方向を撮像画像として撮像する撮像手段と、撮像画像に撮像されている直接光と当該直接光が走行路面で反射した反射光との当該撮像画像における位置の組み合わせをそれぞれ特定する特定手段と、特定手段によってそれぞれ特定された組み合わせの直接光の位置と反射光の位置とに基づき、対象物との相対距離を測定する測定手段とを備える。【０００９】
本発明の第２の局面は、上記第１の局面において、特定手段は、撮像画像において予め定められた第１の領域に含まれる画素の輝度値を当該撮像画像の縦方向の画素列毎に積算することにより縦方向積算輝度分布を生成する第１の生成手段と、縦方向積算輝度分布と予め定められた第１のしきい値とを比較することにより、撮像画像において直接光、及び反射光との組み合わせが撮像されている第２の領域を特定する領域特定手段と、撮像画像における第２の領域のそれぞれに含まれる画素の輝度値を当該撮像画像の横方向の画素列毎に積算することにより横方向積算輝度分布を当該第２の領域にそれぞれ対応させて生成する第２の生成手段とを含み、測定手段は、横方向積算輝度分布に基づいて特定された組み合わせの直接光の位置と反射光の位置とに基づき、対象物との相対距離を測定する。【００１０】
本発明の第３の局面は、上記第２の局面において、特定手段は、予め定められた第１のピークしきい値と、当該第１のピークしきい値よりも相対的に低く予め定められた第２のピークしきい値と、予め定められた第１の分布幅しきい値と、当該第１の分布幅しきい値よりも相対的に大きく予め定められた第２の分布幅しきい値とをそれぞれ記憶する記憶手段と、第２の生成手段によって生成されたそれぞれの横方向積算輝度分布に生じるピーク値を第１のピークしきい値、及び第２のピークしきい値と比較した結果と、当該横方向積算輝度分布のピーク値を生じる分布の幅を第１の分布幅しきい値、及び第２の分布幅しきい値と比較した結果に基づき直接光の位置、及び反射光の位置の組み合わせを特定する組み合わせ特定手段をさらに含み、測定手段は、組み合わせ特定手段によって特定された組み合わせの直接光の位置と反射光の位置とに基づき、対象物との相対距離を測定する。【００１１】
本発明の第４の局面は、上記第３の局面において、組み合わせ特定手段は、横方向積算輝度分布の中でピーク値が第１のピークしきい値を超え、且つ分布の幅が第１の分布幅しきい値未満となる部分の分布を特定し、特定した分布のピーク値が生じる撮像画像における縦方向の位置を直接光の位置として特定する直接光特定手段と、横方向積算輝度分布の中でピーク値が第１のピークしきい値から第２のピークしきい値までの範囲内であり、且つ分布の幅が第２の分布幅しきい値を超える部分の分布を特定し、特定した分布のピーク値が生じる撮像画像における縦方向の位置を直接光の位置として特定する反射光特定手段とを含み、組み合わせ特定手段は、直接光特定手段、及び反射光特定手段によってそれぞれ同一の横方向積算輝度分布から特定された直接光の位置と反射光の位置とを特定して組み合わせる。【００１２】
本発明の第５の局面は、上記第４の局面において、領域特定手段は、撮像画像において先行車両が存在する領域として予め定められた先行車両存在領域に対応する縦方向積算輝度分布と第１のしきい値とを比較することにより第２の領域を特定する。【００１３】
本発明の第６の局面は、上記第５の局面において、自車両の重心を鉛直方向に通る軸周りの回転角速度を検出する角速度検出手段をさらに備え、領域特定手段は、角速度検出手段によって検出された回転角速度に基づいて判断した自車両の旋回方向と旋回速度とに応じて先行車両存在領域を撮像画像内で移動させる。【００１４】
本発明の第７の局面は、自車両の走行方向を撮像画像として撮像する撮像ステップと、撮像画像に撮像されている直接光と当該直接光が走行路面で反射した反射光との当該撮像画像における位置の組み合わせをそれぞれ特定する特定ステップと、特定ステップにおいてそれぞれ特定された組み合わせの直接光の位置と反射光の位置とに基づき、対象物との相対距離を測定する測定ステップとを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、夜間においても、画像に基づいて対象物との相対距離を測定できる距離測定装置、及び距離測定方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る距離測定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは、カメラの搭載位置、及び撮像範囲の一例を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、カメラの搭載位置、及び撮像範囲の一例を示す図である。
【図３】図３は、カメラによって撮像された撮像画像の一例を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、縦方向積算輝度分布の一例を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、縦方向積算輝度分布におけるしきい値の一例を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、横方向積算輝度分布の一例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、直接光位置、及び反射光位置の一例を示す図である。
【図６】図６は、カメラの搭載位置、直接光原、及び反射位置の位置関係の一例を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、距離測定部の処理を示すフローチャートである。
【図７Ｂ】図７Ｂは、距離測定部の処理を示すフローチャートである。
【図７Ｃ】図７Ｃは、距離測定部の処理を示すフローチャートである。
【図８】図８は、先行車両存在領域の一例を示す図である。
【図９】図９は、本発明に係る距離測定装置の他の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、横方向積算輝度分布の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る距離測定装置１の概略構成を示すブロック図である。本実施形態に係る距離測定装置１は、カメラ１０１と、距離測定部１０２と、衝突判断部１０３と、表示部１０４と、電動ブレーキＥＣＵ１０５と、警報ブザー１０６とを備える。尚、本実施形態では、距離測定装置１が自動車などの移動体（以下、自車両と称する）に搭載されるものとして説明する。
【００１８】
カメラ１０１は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラである。図２Ａ、及び図２Ｂは、カメラ１０１の自車両における搭載箇所と、撮像範囲との一例をそれぞれ示す図である。図２Ａは走行中の自車両を鉛直方向に見下ろした平面図であり、図２Ｂは、図２Ａに示す自車両の右側面図である。カメラ１０１は、図２Ａ、及び図２Ｂに一例としてそれぞれ示すように、自車両の走行方向を撮像可能に自車両のルームミラーに取り付けられる。カメラ１０１は、図２Ａ、及び図２Ｂにそれぞれ示すように自車両の走行方向を逐次撮像（例えば、２４分の１秒（１フレーム）毎に撮像）し、撮像した画像（以下、撮像画像と称する）を示す画像データを、画像を撮像する度に生成する。
【００１９】
距離測定部１０２は、カメラ１０１によって生成される画像データを取得し、撮像画像に基づいて自車両と先行車両との相対距離を測定する。距離測定部１０２は、先行車両との相対距離を測定すると、測定した相対距離を示す距離データを生成する。距離測定部１０２が先行車両との相対距離を測定する処理の詳細については後述する。
【００２０】
衝突判断部１０３は、距離測定部１０２によって距離データが生成されたとき、生成された距離データを取得する。衝突判断部１０３は、距離データを取得すると、取得した距離データによって示される相対距離に基づいて、自車両と先行車両との衝突の可能性を判断し、衝突する可能性があると判断したときに、衝突する可能性があることを示す危険信号を生成する。尚、衝突判断部１０３が、相対距離に基づいて衝突する可能性を判断する手法は、任意の周知技術を用いてよい。
【００２１】
表示部１０４は、典型的には、自車両に搭載されるカーナビゲーションシステムによって生成される情報を表示する表示画面、或いは自車両の走行速度、及びエンジンの回転数などを表示する表示画面である。また、表示部１０４は、その表示画面の表示内容を制御する処理回路も備えている。表示部１０４は、衝突判断部１０３によって危険信号が生成されたとき、生成された危険信号を取得する。危険信号を取得すると、表示部１０４は、衝突する可能性があることを示す画像をその表示画面に表示して、衝突の可能性があることを運転者に通知する。
【００２２】
電動ブレーキＥＣＵ１０５は、自車両に搭載される電動ブレーキを制御するＥＣＵ（Electric Control Unit）である。電動ブレーキＥＣＵ１０５は、衝突判断部１０３によって危険信号が生成されたとき、生成された危険信号を取得する。危険信号を取得すると、電動ブレーキＥＣＵ１０５は、衝突する可能性を低減するように自車両に搭載される電動ブレーキの制動力を制御する。
【００２３】
警報ブザー１０６は、自車両の車室内に向けて音声を出力可能なスピーカー、及び当該スピーカーを制御して音声を出力させる制御回路などからなる。警報ブザー１０６は、電動ブレーキＥＣＵ１０５によって危険信号が取得されたとき、前述のスピーカーから車室内に警告音を出力させて、自車両の運転者に先行車両と衝突する可能性があることを通知する。
【００２４】
以上が、本実施形態に係る距離測定装置１の概略構成の説明である。次に、距離測定部１０２が先行車両との相対距離を測定するときの距離測定処理について説明する。
【００２５】
図３は、夜間に自車両が走行しているときの撮像画像の一例を示す図である。図３に示す撮像画像には、先行車両、対向車両、及び走行路の脇に設置されている誘導灯などの対象物が撮像されている。そして、図３に示す撮像画像は、夜間の撮像画像であるため、先行車両、対向車両、及び誘導灯などの対象物の輪郭など、細部が鮮明に撮像されておらず、これらの対象物が有する発光部（例えば、先行車両であればテールランプ）からカメラ１０１に直接入射する直接光、及びこれらの発光部から発せられた光が路面等で反射した反射光が鮮明に撮像されているものとする。
【００２６】
より具体的には、図３には、先行車両のテールランプからカメラ１０１に直接入射する直接光Ｐｖｄ、先行車両のテールランプから発せられた光が路面で反射した反射光Ｐｖｉ、対向車両のヘッドランプからカメラ１０１に直接入射する直接光Ｃｖｄ、対向車両のヘッドランプから発せられた光が路面で反射した直接光Ｃｖｉ、誘導灯からカメラ１０１に直接入射する直接光Ｒｄ、及び誘導灯から発せられた光が路面で反射した反射光Ｒｉが鮮明に撮像されている画像の一例を示している。また、走行路の表面上に塗布される典型的な区画線には、反射材料（例えば、ガラスビーズなど）が含まれており、自車両のヘッドランプから発せられた光を反射した、自車両の走行路の両側の区画線も、図３に示す一例には図示されている。尚、本実施形態の説明では、図３に一例として示すように撮像画像の左上を原点とし、当該原点から水平な右方向を撮像画像の正の横方向とし、当該原点から垂直な下方向を撮像画像の正の縦方向であるものとする。
【００２７】
本実施形態に係る距離測定部１０２は、カメラ１０１から画像データを取得すると、まず、撮像画像を構成する画素の輝度値を縦方向の画素列毎に積算して計算した積算輝度分布（以下、縦方向積算輝度分布と称する）を生成する。図４Ａは、本実施形態に係る距離測定部１０２が、図３に一例として示した撮像画像について生成した縦方向積算輝度分布を一例として示す図である。本実施形態に係る距離測定部１０２は、図４Ａに示すように予め定められた縦方向輝度計算領域Ｔｋｒ内の画素について縦方向の画素列毎に輝度値を積算して縦方向積算輝度分布を生成する。
【００２８】
縦方向積算輝度分布を生成すると、距離測定部１０２は、生成した縦方向積算輝度分布の中で輝度の積算値が予め定められたしきい値ｔｈ以上となる領域を決定する。図４Ｂは、縦方向積算輝度分布に基づいて距離測定部１０２が決定した領域の一例を示す図である。図４Ｂに一例として示すように、距離測定部１０２は、縦方向積算輝度分布で示される画素列毎の輝度の積算値の中で、しきい値ｔｈ以上となる積算値の隣り合う画素列をまとめた横方向の領域を１つの横方向輝度計算領域として決定する。図４Ｂには、一例として、横方向輝度計算領域Ｙｋｒ１〜Ｙｋｒ４の４つの領域が決定された場合を示している。
【００２９】
尚、横方向輝度計算領域の縦方向の高さは、図４Ｂに一例として示すように、縦方向輝度計算領域と同じ高さであってもよいし、撮像画像の縦方向の画素数と同じであってもよいし、任意の高さであってもよい。
【００３０】
また、しきい値ｔｈの大きさは、撮像画像における先行車両のテールランプが撮像されている領域を横方向輝度計算領域として検出するのに最適な値に予め定めておくものとする。より具体的には、画素の輝度値の情報量が８ビットの撮像画像をカメラ１０１が撮像する場合、当該撮像画像における画素の輝度値は、それぞれ０乃至２５５の範囲で示される。ここで、例えば、撮像画像の縦方向の大きさが１００画素であるとすると、縦方向積算輝度分布の最大値は、１００×２５５＝２５５００となる。本実施形態におけるしきい値ｔｈの大きさは、一例として、この最大値の１０％、或いは２０％の大きさ、すなわち、２５５０、或いは５１００に予め定めてもよい。
【００３１】
距離測定部１０２は、横方向輝度計算領域を決定すると、決定した横方向輝度計算領域に含まれる横方向の画素列毎の輝度値を積算して計算した積算輝度分布（以下、横方向積算輝度分布と称する）を生成する。図５Ａは、本実施形態に係る距離測定部１０２が、図４Ｂに示す横方向輝度計算領域Ｙｋｒ１〜Ｙｋｒ４の中で、横方向輝度計算領域Ｙｋｒ２について計算した横方向積算輝度分布の一例を示す図である。
【００３２】
そして、横方向輝度計算領域のそれぞれに対応させて横方向積算輝度分布を生成すると、距離測定部１０２は、生成した横方向積算輝度分布の特徴を検出する特徴検出処理をする。
【００３３】
図５Ｂは、図５Ａに一例として示した横方向輝度計算領域Ｙｋｒ２に対応させて計算した横方向積算輝度分布を示す図である。以下、本実施形態に係る距離測定部１０２の特徴検出処理について、図５Ｂに示す横方向積算輝度分布の特徴を検出する場合を一例に挙げて説明する。特徴検出処理を開始すると、距離測定部１０２は、まず、生成した横方向積算輝度分布を示す曲線からピーク値を生じる曲線をそれぞれ抽出曲線として抽出する。
【００３４】
横方向積算輝度分布から抽出曲線を抽出するとき、距離測定部１０２は、まず、横方向積算輝度分布の極大値を生じる撮像画像における縦方向の位置をピーク値を生じる位置（図５Ｂに示す例では、Ｙ１、及びＹ２）として検出する。ピーク値を生じる位置を検出すると、距離測定部１０２は、ピーク値を生じるそれぞれの位置から撮像画像の縦方向の両側に向かって横方向積算輝度分布を走査することにより、それぞれのピーク値を生じる位置を基準とする両側の横方向積算輝度分布がそれぞれゼロになるまでの位置を検出して、互いの位置に含まれるそれぞれの範囲（図５Ｂに示す例では、Ｙｍ１、及びＹｍ２）の横方向積算輝度分布を示す曲線を、それぞれ抽出曲線として抽出する。距離測定部１０２が、図５Ｂに示す横方向積算輝度分布から抽出曲線を抽出した場合には、同図に示すように２つの抽出曲線Ｂｋ１、及び抽出曲線Ｂｋ２が抽出される。
【００３５】
抽出曲線を抽出すると、距離測定部１０２は、抽出した抽出曲線のピーク値の大きさと、曲線幅とをそれぞれの抽出曲線に対応させて特定し、特徴検出処理を完了する。ここで、曲線幅とは、抽出曲線と後述する第２のピークしきい値ｔｈｐ２とが交わる交点の幅である。
【００３６】
本実施形態に係る距離測定部１０２は、特徴検出処理を完了すると、抽出した抽出曲線のピーク値と曲線幅とに基づいて、横方向輝度計算領域に撮像されている直接光、及び反射光の撮像画像における縦方向の位置をそれぞれ特定する。より具体的には、本実施形態に係る距離測定部１０２は、特徴検出処理を完了すると、抽出した抽出曲線のピーク値を後述するように予め定められた第１のピークしきい値ｔｈｐ１、及び第２のピークしきい値ｔｈｐ２と比較し、抽出した抽出曲線の曲線幅を後述するように予め定められた第１の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ１、及び第２の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ２と比較する。
【００３７】
そして、距離測定部１０２は、抽出した抽出曲線の内、ピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１を超え、且つ曲線幅が第１の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ１未満である抽出曲線を、直接光を示す画素の輝度値を積算した横方向積算輝度分布を示す曲線として判断して、そのピーク値が生じる撮像画像の縦方向における位置を直接光位置Ｙｄとして特定する。また、距離測定部１０２は、抽出した抽出曲線の内、ピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１から第２のピークしきい値ｔｈｐ２までの範囲内であって、且つ曲線幅が第２の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ２を超える抽出曲線Ｂｋ２を反射光を示す画素の輝度値を積算した横方向積算輝度分布を示す曲線として判断して、そのピーク値が生じる撮像画像の縦方向における位置を反射光位置Ｙｉとして特定する。
【００３８】
本実施形態に係る距離測定部１０２が、図５Ｂに一例として示す抽出曲線Ｂｋ１のピーク値Ｐｋ１と曲線幅Ｐｋｂ１とを上述したようにそれぞれのしきい値と比較した場合には、同図から明らかなように、ピーク値Ｐｋ１が第１のピークしきい値ｔｈｐ１を超え、且つ曲線幅Ｐｋｂ１が第１の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ１未満であるので、そのピーク値Ｐｋ１が生じる位置Ｙ１を前述の直接光位置Ｙｄとして特定する。そして、本実施形態に係る距離測定部１０２は、直接光位置Ｙｄとして特定した位置Ｙ１にピーク値Ｐｋ１を生じる抽出曲線Ｂｋ１が横方向輝度計算領域Ｙｋｒ２の横方向輝度分布の一部を示す曲線であるため、当該直接光位置Ｙｄを横方向輝度計算領域Ｙｋｒ２に対応させる。
【００３９】
一方、本実施形態に係る距離測定部１０２が、図５Ｂに一例として示す抽出曲線Ｂｋ２のピーク値Ｐｋ２と曲線幅Ｐｋｂ２とを上述したようにそれぞれのしきい値と比較した場合には、同図から明らかなように、ピーク値Ｐｋ２が第１のピークしきい値ｔｈｐ１から第２のピークしきい値ｔｈｐ２までの範囲内であって、且つ曲線幅Ｐｋｂ２が第２の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ２を超えるので、そのピーク値Ｐｋ２が生じる位置Ｙ２を前述の反射光位置Ｙｉとして特定する。そして、本実施形態に係る距離測定部１０２は、反射光位置Ｙｉとして特定した位置Ｙ２にピーク値Ｐｋ２を生じる抽出曲線Ｂｋ２が横方向輝度計算領域Ｙｋｒ２の横方向輝度分布の一部を示す曲線であるため、当該反射光位置Ｙｉを横方向輝度計算領域Ｙｋｒ２に対応させる。
【００４０】
ここで、直接光、及び反射光をそれぞれ示す画素の横方向積算輝度分布における積算輝度分布曲線の特徴について説明する。
【００４１】
まず、直接光を示す画素の横方向積算輝度分布を示す曲線の特徴について説明する。直接光は、先行車両のテールランプから発せられた光がカメラ１０１に直接入射するため、強度が相対的に高くなる。したがって、直接光を示す画素の横方向積算輝度分布を示す曲線は、ピーク値が相対的に高くなる。また、直接光は、何らかの対象物の表面などで反射して散乱することなくカメラ１０１に直接入射するため、強度にむらが生じない。したがって、撮像画像における直接光を示す画素の横方向積算輝度分布を示す曲線の曲線幅は、相対的に狭くなる。
【００４２】
次に、反射光を示す画素の横方向積算輝度分布を示す曲線の特徴について説明する。反射光は、先行車両のテールランプから発せられた光が、走行路面で反射してからカメラ１０１に入射する光である。ここで、走行路面は表面に凹凸を有しているため、光が反射するときには散乱もする。すなわち、カメラ１０１に入射する反射光は、走行路面で反射して散乱してから入射するため、相対的に低く、むらのある強度となる。したがって、撮像画像における反射光を示す画素の横方向積算輝度分布を示す曲線は、ピーク値が相対的に低くなり、その曲線幅は相対的に広くなる。
【００４３】
このように、直接光、及び反射光をそれぞれ示す画素の横方向積算輝度分布を示す曲線には、ピーク値、及び曲線幅に互いに異なる特徴が現れる。このような特徴を識別して、直接光、及び反射光の撮像画像における位置を特定するため、距離測定部１０２には、上述したように横方向輝度分布から抽出した抽出曲線のピーク値と比較するためのピークしきい値（本実施形態では、第１のピークしきい値ｔｈｐ１、及び第２のピークしきい値ｔｈｐ２）、及び抽出曲線の曲線幅と比較するための曲線幅しきい値（本実施形態では、第１の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ１、及び第２の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ２）がそれぞれ予め定められている。
【００４４】
また、直接光、反射光を示す画素の横方向積算輝度分布の曲線の曲線幅は、上述したように広さに特徴が現れる。そして、この特徴を識別するために、距離測定部１０２は、上述したように抽出曲線と第２のピークしきい値ｔｈｐ２との交点を曲線幅として特定する。
【００４５】
また、本実施形態に係る距離測定部１０２は、上述したようにピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１を超え、且つ曲線幅が第１の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ１未満となる抽出曲線を、直接光を示す画素の輝度値の積算値を示す曲線として特定する。したがって、第１のピークしきい値ｔｈｐ１は、上述したように直接光を示す画素の輝度値の積算値の相対的に高いピーク値を識別できるように、相対的に大きな値として予め定めておく必要がある。また、第１の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ１は、上述したように直接光を示す画素の輝度値の積算値を示す曲線の相対的に狭い曲線幅を識別できるように、相対的に小さい値として予め定めておく必要がある。
【００４６】
さらに、本実施形態に係る距離測定部１０２は、上述したようにピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１から第２のピークしきい値ｔｈｐ２までの範囲内であって、且つ曲線幅が第２の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ２を超える抽出曲線を、反射光を示す画素の輝度値の積算値を示す曲線として特定する。したがって、第２のピークしきい値ｔｈｐ２は、上述したように反射光を示す画素の輝度値の積算値の相対的に低いピーク値が、前述の第１のピークしきい値ｔｈｐ１から当該第２のピークしきい値ｔｈｐ２までの範囲内となるように、相対的に小さな値として予め定めておく必要がある。また、第２の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ２は、上述したように反射光を示す画素の輝度値の積算値を示す曲線の相対的に広い曲線幅を識別できるように、相対的に大きな値として予め定めておく必要がある。
【００４７】
以上が、本実施形態に係る距離測定部１０２が、特徴検出処理をしてから直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉをそれぞれ特定する処理の説明である。尚、上述した説明では、図５Ｂに示す横方向輝度計算領域の内、横方向輝度計算領域Ｙｋｒ２に撮像されている直接光、及び反射光の撮像画像における縦方向の位置を直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉとしてそれぞれ特定する場合を一例として説明した。しかしながら、本実施形態に係る距離測定部１０２は、横方向輝度計算領域Ｙｋｒ２だけでなく、全ての横方向輝度計算領域について、上述したように特徴検出処理をしてから直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉをそれぞれ特定して、それそれの横方向輝度計算領域に対応させる。
【００４８】
本実施形態に係る距離測定部１０２は、全ての横方向輝度計算領域について直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉをそれぞれ特定する処理をすると、特定した直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉに基づいて先行車両との相対距離を測定する。相対距離を測定するとき、本実施形態に係る距離測定部１０２は、直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉの両方を特定できた横方向輝度計算領域のみについて対応させて特定したこれらの位置に基づいて、先行車両との相対距離を測定する。
【００４９】
図６は、本実施形態に係る距離測定部１０２が、直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉに基づいて先行車両との相対距離を測定する手法を説明する図である。図６は、自車両と、自車両の先行車両とを左側から見た左側面図である。図６に示す先行車両は、自車両に対して相対距離Ｄで先行している。また、本実施形態では、一例として図６に示すように走行路面から高さｈの位置にカメラ１０１が搭載されているものとする。また、図６では、自車両に搭載されているカメラ１０１の搭載位置に対して、先行車両の直接光原Ｄｉ（例えば、テールランプ）が存在する位置のピッチ角を、ピッチ角αで示している。さらに、図６では、自車両に搭載されているカメラ１０１の搭載位置に対して、先行車両の直接光原Ｄｉが走行路面で反射する反射位置Ｉｉのピッチ角を、ピッチ角βで示している。
【００５０】
尚、以下の説明では、一例として、図６に示す直接光原Ｄｉが、図５Ｂに示す撮像画像における横方向輝度計算領域Ｙｋｒ２に対応させて特定した直接光位置Ｙｄに存在する光源であるものとし、図６に示す反射位置Ｉｉの撮像画像上における位置が、図５Ｂに示す撮像画像における横方向輝度計算領域Ｙｋｒ２に対応させて特定した反射光位置Ｙｉであるものとして説明を続ける。
【００５１】
図６に示すピッチ角αと、上述したように特定した直接光位置Ｙｄとの間には、α＝ｔａｎ―１（Ｙｄ×Ｓｙ／ｆ）という関係が成り立つことが既に知られている。ここで、Ｓｙは、カメラ１０１の撮像素子の高さであり、ｆはカメラ１０１の焦点距離である。そして、カメラ１０１の撮像素子の高さ、及びカメラ１０１の焦点距離は、それぞれ既知である。このため、撮像画像における直接光位置Ｙｄを特定することができれば、ピッチ角αを求めることができる。
【００５２】
同様に、図６に示すピッチ角βと、上述したように特定した反射光位置Ｙｉとの間には、β＝ｔａｎ―１（Ｙｉ×Ｓｙ／ｆ）という関係が成り立つことが既に知られている。したがって、撮像画像における反射光位置Ｙｉを特定することができれば、ピッチ角βを求めることができる。
【００５３】
そして、図６にそれぞれ示すピッチ角α、ピッチ角β、及び相対距離Ｄの間には、Ｄ＝ｈ／（ｔａｎα＋ｔａｎβ）という関係が成り立つことが既に知られている。したがって、本実施形態に係る距離測定部１０２は、上述したように直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉに基づいてピッチ角α、及びピッチ角βをそれぞれ求めれば、先行車両との相対距離Ｄを求めることができる。
【００５４】
本実施形態に係る距離測定部１０２は、直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉの両方を特定することができた全ての横方向輝度計算領域のそれぞれについて、ピッチ角α、及びピッチ角βの両方を求めて上述したように相対距離Ｄを先行車両との相対距離として計算する。本実施形態に係る距離測定部１０２は、相対距離Ｄを計算するとき、それぞれの横方向輝度計算領域に対応させて計算する。そして、距離測定部１０２は、相対距離Ｄを計算すると、計算した相対距離Ｄをそれぞれ示す距離データを生成する。
【００５５】
次に、本実施形態に係る距離測定部１０２の具体的な処理の流れについて説明する。図７Ａ〜図７Ｃは、本実施形態に係る距離測定部１０２の処理の流れを示すフローチャートである。
【００５６】
ステップＳ１０１において、距離測定部１０２は、カメラ１０１から画像データを取得し、取得した画像データによって示される撮像画像について上述した縦方向積算輝度分布を生成する。
【００５７】
ステップＳ１０２において、距離測定部１０２は、ステップＳ１０１において生成した縦方向積算輝度分布に基づいて、撮像画像における横方向輝度計算領域を上述したように決定する。
【００５８】
ステップＳ１０３において、距離測定部１０２は、ステップＳ１０２で決定した全ての横方向輝度計算領域に対応させて、それぞれ上述したように横方向積算輝度分布を生成する。
【００５９】
ステップＳ１０４において、距離測定部１０２は、横方向輝度計算領域に対応させてステップＳ１０３で生成した横方向積算輝度分布に基づいて、上述したように直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉを当該横方向輝度計算領域に対応させて特定する位置特定処理をする。位置特定処理の詳細については、後述する。
【００６０】
ステップＳ１０５において、距離測定部１０２は、ステップＳ１０４で特定した直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉに基づいて、先行車両との相対距離Ｄを求める。さらに、距離測定部１０２は、ステップＳ１０５において、相対距離Ｄを求めると、求めた相対距離Ｄを示す距離データを生成する。
【００６１】
次に、図７Ｂを参照して、ステップＳ１０４の位置特定処理の詳細を説明する。
【００６２】
ステップＳ２０１において、距離測定部１０２は、ステップＳ１０３で横方向積算輝度分布を対応させて生成した横方向輝度計算領域の中から、直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉを特定する処理をしていない領域を選択し、処理対象領域として設定する。
【００６３】
ステップＳ２０２において、距離測定部１０２は、ステップＳ２０１で処理対象領域として設定した横方向輝度計算領域に対応させてステップＳ１０３で生成した横方向積算輝度分布から上述したように２つの抽出曲線Ｂｋ１、及び抽出曲線Ｂｋ２を抽出して、抽出したそれぞれの抽出曲線のピーク値と曲線幅とを特徴として特定する。
【００６４】
ステップＳ２０３において、距離測定部１０２は、ステップＳ２０２で抽出した抽出曲線Ｂｋ１、及び抽出曲線Ｂｋ２の中から、処理対象曲線として設定されていないいずれか１つの抽出曲線を処理対象曲線として設定する。処理対象曲線を設定するとき、距離測定部１０２は、ステップＳ２０２で抽出した抽出曲線の内、撮像画像の原点から縦方向に最も近い位置に存在する抽出曲線から順番に設定してもよいし、ランダムにいずれか１つの抽出曲線を設定してもよい。
【００６５】
ステップＳ２０４において、距離測定部１０２は、ステップＳ２０３で設定した抽出曲線のピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１を超えるか否かを判断する。距離測定部１０２は、ステップＳ２０４において、ステップＳ２０３で設定した抽出曲線のピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１を超えると判断したとき、ステップＳ２０５へ処理を進める。一方、距離測定部１０２は、ステップＳ２０４において、ステップＳ２０３で設定した抽出曲線のピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１を超えないと判断したとき、ステップＳ２０７へ処理を進める。
【００６６】
ステップＳ２０５において、距離測定部１０２は、ステップＳ２０３で設定した抽出曲線の曲線幅が第１の曲線幅しきい値ｔｈｂ１未満であるか否かを判断する。距離測定部１０２は、ステップＳ２０５において、曲線幅が第１の曲線幅しきい値ｔｈｂ１未満であると判断したとき、ステップＳ２０６へ処理を進める。一方、距離測定部１０２は、ステップＳ２０５において、曲線幅が第１の曲線幅しきい値ｔｈｂ１未満でないと判断したとき、ステップＳ２０７へ処理を進める。
【００６７】
ステップＳ２０６において、距離測定部１０２は、ステップＳ２０３で設定した抽出曲線を、撮像画像において直接光を示す画素の輝度値の積算値を示す曲線であるとして特定する。距離測定部１０２が、ステップＳ２０６で直接光を示す画素の輝度値の積算値を示す曲線として抽出曲線を判断できるのは、ステップＳ２０４において、抽出曲線のピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１を超えると判断し、且つステップＳ２０５において曲線幅が第１の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ１未満であると判断し、抽出曲線が直接光を示す曲線であると判断できる上述した条件を満たすときに当該ステップＳ２０６の処理をするからである。
【００６８】
ステップＳ２０７において、距離測定部１０２は、ステップＳ２０３で設定した抽出曲線のピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１から第２のピークしきい値ｔｈｐ２までの範囲内であるか否かを判断する。距離測定部１０２は、ステップＳ２０７において、ピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１から第２のピークしきい値ｔｈｐ２までの範囲内であると判断したとき、ステップＳ２０８へ処理を進める。一方、距離測定部１０２は、ステップＳ２０７において、ピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１から第２のピークしきい値ｔｈｐ２までの範囲内でないと判断したとき、ステップＳ２１１へ処理を進める。
【００６９】
ステップＳ２０８において、距離測定部１０２は、ステップＳ２０３で設定した抽出曲線の曲線幅が第２の曲線幅しきい値ｔｈｂ２を超えるか否かを判断する。距離測定部１０２は、ステップＳ２０８において、曲線幅が第２の曲線幅しきい値ｔｈｂ２を超えると判断したとき、ステップＳ２０９へ処理を進める。一方、距離測定部１０２は、ステップＳ２０８において、曲線幅が第２の曲線幅しきい値ｔｈｂ２を超えないと判断したとき、ステップＳ２１１へ処理を進める。
【００７０】
ステップＳ２０９において、距離測定部１０２は、ステップＳ２０３で設定した抽出曲線を、撮像画像において反射光を示す画素の輝度値の積算値を示す曲線であるとして特定する。距離測定部１０２が、ステップＳ２０９で反射光を示す画素の輝度値の積算値を示す曲線として抽出曲線を判断できるのは、ステップＳ２０７において、抽出曲線のピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１から第２のピークしきい値ｔｈｐ２までの範囲内であると判断し、且つステップＳ２０８において曲線幅が第２の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ２を超えると判断し、抽出曲線が反射光を示す曲線であると判断できる上述した条件を満たすときに当該ステップＳ２０９の処理をするからである。
【００７１】
ステップＳ２１０において、距離測定部１０２は、ステップＳ２０３で設定した抽出曲線のピーク値を生じる位置を光源の位置として特定する。具体的には、距離測定部１０２は、ステップＳ２０６からステップＳ２１０へ処理を進めた場合には、ステップＳ２０３で設定した抽出曲線が、上述したように直接光を示す曲線であると判断できるため、そのピーク値が生じる撮像画像における縦方向の位置を直接光位置Ｙｄとし、処理対象領域として設定されている横方向輝度計算領域に対応付けて特定する。一方、距離測定部１０２は、ステップＳ２０９からステップＳ２１０へ処理を進めた場合には、ステップＳ２０３で設定した抽出曲線が、上述したように反射光を示す曲線であると判断できるため、ピーク値が生じる撮像画像における縦方向の位置を反射光位置Ｙｉとし、処理対象領域として設定されている横方向輝度計算領域に対応付けて特定する。
【００７２】
ステップＳ２１１において、距離測定部１０２は、処理対象領域として設定されている横方向輝度計算領域からステップＳ２０２で抽出した抽出曲線の中で、処理対象曲線として設定されていない抽出曲線があるか否かを判断する。距離測定部１０２は、ステップＳ２１１において、処理対象曲線として設定されていない抽出曲線があると判断したとき、ステップＳ２０３へ処理を戻す。一方、距離測定部１０２は、ステップＳ２１１において、処理対象曲線として設定されていない抽出曲線がないと判断したとき、ステップＳ２１２へ処理を進める。
【００７３】
ステップＳ２１２において、距離測定部１０２は、ステップＳ１０３で横方向積算輝度分布を対応させて生成した横方向輝度計算領域の中で、処理対象領域として設定されていない横方向輝度計算領域があるか否かを判断する。距離測定部１０２は、ステップＳ２１２において、処理対象領域として設定されていない横方向輝度計算領域があると判断したとき、ステップＳ２０１へ処理を戻す。一方、距離測定部１０２は、ステップＳ２１２において、処理対象領域として設定されていない横方向輝度計算領域がないと判断したとき、図７Ｂのフローチャートに示す処理を完了して、図７ＡのフローチャートにしたがってステップＳ１０５へ処理を進める。
【００７４】
次に、図７Ｃを参照して、ステップＳ１０５の距離計算処理の詳細を説明する。
【００７５】
ステップＳ３０１において、距離測定部１０２は、ステップＳ１０４で直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉの両方を対応させて特定した横方向輝度計算領域の中から、計算対象領域として設定されていない横方向輝度計算領域を計算対象領域として設定する。尚、ステップＳ３０１において、距離測定部１０２ｈが、直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉの両方を対応させて特定した横方向輝度計算領域が１つもない場合には、図７Ｃに示す処理を直ちに完了して、図７Ａに示すフローチャートにしたがって、処理をステップＳ１０１に戻してもよい。
【００７６】
ステップＳ３０２において、距離測定部１０２は、ステップＳ３０１で計算対象領域として設定した横方向輝度計算領域に対応させて特定された直接光位置Ｙｄに基づいて上述したようにピッチ角αを計算する。
【００７７】
ステップＳ３０３において、距離測定部１０２は、ステップＳ３０１で計算対象領域として設定した横方向輝度計算領域に対応させて特定された反射光位置Ｙｉに基づいて上述したようにピッチ角βを計算する。
【００７８】
ステップＳ３０４において、距離測定部１０２は、ステップＳ３０２で計算したピッチ角α、ステップＳ３０３で計算したピッチ角β、及び既知であるカメラ１０１の自車両における搭載位置の高さｈに基づいて上述したように相対距離Ｄを計算して、ステップＳ３０１で計算対象領域として設定した横方向輝度計算領域に対応させる。
【００７９】
ステップＳ３０５において、距離測定部１０２は、ステップＳ１０４で直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉの両方を対応させて特定した横方向輝度計算領域の中から、計算対象領域として設定されていない横方向輝度計算領域があるか否かを判断する。距離測定部１０２は、ステップＳ３０５において、計算対象領域として設定されていない横方向輝度計算領域があると判断したとき、ステップＳ３０１へ処理を戻す。一方、距離測定部１０２は、ステップＳ３０５において、計算対象領域として設定されていない横方向輝度計算領域がないと判断したとき、ステップＳ３０６へ処理を進める。
【００８０】
ステップＳ３０６において、距離測定部１０２は、計算した全ての相対距離Ｄをそれぞれ示す距離データを生成し、図７Ｃのフローチャートに示す処理を終了して、図７Ａのフローチャートにしたがって、ステップＳ１０１へ処理を戻す。
【００８１】
本実施形態に係る距離測定部１０２は、図７Ａ乃至図７Ｃのフローチャートに示す処理を予め定められた時間間隔で繰り返すことにより、先行車両との相対距離を逐次測定することができる。
【００８２】
また、図７Ａ乃至図７Ｃのフローチャートに示す処理は、例えば、自車両のイグニッションスイッチ、或いはアクセサリースイッチがオンにされたときに開始され、オフにされたときに終了されてもよい。
【００８３】
以上が、本実施形態に係る距離測定部１０２の処理の説明である。上述で説明したように、本実施形態に係る距離測定部１０２は、撮像画像に撮像されている直接光と当該直接光が走行路面で反射した反射光との当該撮像画像における位置（直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉ）の組み合わせを特定する。これは、縦方向積算輝度分布としきい値ｔｈとを比較することにより、横方向輝度計算領域、すなわち、直接光と反射光との組み合わせが撮像されている撮像画像における領域を特定し、全ての横方向輝度計算領域に対応させて生成した横方向積算輝度分布から抽出した抽出曲線に基づいて第１の実施形態で説明したように直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉを特定し、同一の横方向輝度計算領域に対応させることによって実現できる。そして、組み合わされた直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉに基づいて第１の実施形態で説明したように相対距離Ｄを計算することにより、先行車両などの対象物との相対距離を測定することができる。尚、第１の実施形態で説明した抽出曲線とは、横方向積算輝度分布の中でピーク値を生じる部分の分布に相当する。
【００８４】
本実施形態に係る距離測定部１０２によれば、例えば、夜間であったとしても、先行車両に搭載されている直接光原から発せられた直接光、及び当該直接光源から発せられた光が走行路面で反射した反射光に基づいて、当該先行車両との相対距離を測定することができる。
【００８５】
尚、上記第１の実施形態では、１つの横方向輝度計算領域について計算した横方向積算輝度分布から２つの抽出曲線が抽出されるものとした。しかしながら、他の一実施形態では、１つの横方向輝度計算領域から抽出される抽出曲線が３以上である場合がある。この場合、距離測定部１０２は、全ての抽出曲線について、そのピーク値と曲線幅とのそれぞれを第１のピークしきい値ｔｈｐ１、第２のピークしきい値ｔｈｐ２、第１の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ１、及び第２の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ２のそれぞれと、第１の実施形態で説明したように比較する。そして、例えば、１つの横方向輝度計算領域について、直接光を示すと判断した抽出曲線が２以上ある場合には、距離測定部１０２は、いずれか１つの抽出曲線をランダムに決定して、その抽出曲線のピーク値が生じる撮像画像における縦方向の位置を直接光位置Ｙｄとして特定してもよい。同様に、例えば、１つの横方向輝度計算領域について、反射光を示すと判断した抽出曲線が２以上ある場合には、距離測定部１０２は、いずれか１つの抽出曲線をランダムに決定して、その抽出曲線のピーク値が生じる撮像画像における縦方向の位置を反射光位置Ｙｉとして特定してもよい。
【００８６】
また、上記第１の実施形態では、距離測定部１０２が先行車両との相対距離Ｄを測定するものとして説明をした。しかしながら、上記第１の実施形態では、図５Ｂに一例として示すように、直接光源から発せられた直接光として対向車両のヘッドランプから発せられた直接光、及び当該直接光源から発せられた直接光が走行路面で反射した反射光に基づいて、直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉが特定され、これらの位置に基づき、対向車両との相対距離が、先行車両との相対距離として計算されてしまう場合がある。したがって、対向車両との相対距離が計算されてしまうのが好ましくない場合には、他の一実施形態として、距離測定部１０２は、図８に一例として示すように、先行車両が存在すると考えられる撮像画像上の領域Ｓｒ（以下、先行車両存在領域Ｓｒと称する）内の画像に対して、第１の実施形態で説明したように、縦方向積算輝度分布を生成し、生成した縦方向積算輝度分布に基づいて横方向輝度計算領域を決定し、決定した横方向輝度計算領域において、特徴検出処理をして直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉを特定し、相対距離を計算してもよい。これにより、距離測定部１０２は、対向車両などの先行車両ではない対象物に搭載された光原の影響を受けずに、先行車両に搭載された光源のみに基づいて、当該先行車両との相対距離を計算することができる。
【００８７】
また、距離測定部１０２が、上述したように先行車両存在領域Ｓｒ内で決定した横方向輝度計算領域についてのみ特徴検出処理をして直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉを特定し、相対距離を計算する場合、曲線路を走行していると、先行車両に搭載された直接光原Ｄｉが先行車両存在領域Ｓｒから外れてしまう場合がある。したがって、他の一実施形態では、第１の実施形態に係る距離測定装置１の概略構成を図９に示すように変形してもよい。図９に示す距離測定装置２は、第１の実施形態に係る距離測定装置１と比較してヨーレートセンサ１０７をさらに備える点が相違する。
【００８８】
ヨーレートセンサ１０７は、自車両の重心を鉛直方向に通る軸周りの回転角速度を逐次検出して、検出した回転角速度を示す回転角速度データを生成する。
【００８９】
そして、距離測定装置２に備えられる距離測定部１０２は、ヨーレートセンサ１０７によって生成される回転角速度データを取得する。回転角速度データを取得すると、距離測定部１０２は、取得した回転角速度データによって示される回転角速度に基づいて、自車両が走行しているカーブの方向と曲率を判断し、判断した方向と曲率の大きさとに応じて、先行車両存在領域Ｓｒを移動させる。より具体的には、距離測定装置２に備えられる距離測定部１０２は、回転角速度データによって示される回転角速度が、自車両が右方向にカーブしている曲線路を走行していることを示すとき、先行車両存在領域Ｓｒを回転角速度の大きさに応じて曲率を判断し、判断した曲率に応じて撮像画像における右方向に移動させる。一方、距離測定装置２に備えられる距離測定部１０２は、回転角速度データによって示される回転角速度が、自車両が左方向にカーブしている曲線路を走行していることを示すとき、先行車両存在領域Ｓｒを回転角速度の大きさに応じて曲率を判断し、判断した曲率に応じて撮像画像における左方向に移動させる。
【００９０】
これにより、距離測定装置２に備えられる距離測定部１０２は、自車両、或いは先行車両が曲線路を走行しているときでも、先行車両のみの直接光原に基づいて当該先行車両との相対距離を測定できる。
【００９１】
また、上記第１の実施形態では、カメラ１０１がＣＣＤカメラであるものとしたが、他の一実施形態では、カメラ１０１がＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラなど、自車両の走行方向を逐次撮像して画像データを生成できるのであれば、他の種類のカメラを用いてもよい。
【００９２】
また、上記第１の実施形態では、警報ブザー１０６は、電動ブレーキＥＣＵ１０５によって危険信号が取得されたときに警告音を出力するものとした。しかしながら、他の一実施形態では、衝突判断部１０３によって生成される危険信号を警報ブザー１０６が直接取得できるように距離測定装置１を構成し、衝突判断部１０３によって生成された危険信号を直接取得したときに、警報ブザー１０６が警告音を出力するようにしてもよい。
【００９３】
また、上記第１の実施形態では、カメラ１０１によって夜間に撮像された撮像画像を示す画像データに基づいて距離を測定するものとした。しかしながら、他の一実施形態では、カメラ１０１によって夜間に撮像された画像に対して２値化処理、或いはエッジ検出処理などをして直接光、及び反射光のみを抽出する処理をした画像を示す画像データに基づいて第１の実施形態で説明したように距離を測定してもよい。
【００９４】
また、上記第１の実施形態で説明した第１のピークしきい値ｔｈｐ１、第２のピークしきい値ｔｈｐ２を、第１の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ１、及び第２の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ２はそれぞれ図示しない記憶部に予め記憶させておいてもよい。
【００９５】
また、上記第１の実施形態では、横方向積算輝度分布から抽出曲線を抽出するときに、横方向積算輝度分布においてピーク値を生じる位置から撮像画像の縦方向の両側に向かって当該横方向積算輝度分布を走査することにより、それぞれのピーク値を生じる位置を基準とする両側の横方向積算輝度分布がそれぞれゼロになるまでの位置を検出して、互いの位置に含まれるそれぞれの範囲の横方向積算輝度分布を、それぞれ抽出曲線として抽出するものとした。しかしながら、他の一実施形態において、例えば、図１０に一例として示すように、ゼロにならずに極小値を有する横方向積算輝度分布から抽出曲線を抽出する場合には、それぞれのピーク値を生じる位置（図１０に示す一例では、Ｙ１、及びＹ２）を基準とする両側の横方向積算輝度分布がそれぞれ極小値を迎えるまでの位置を検出して、互いの位置に含まれるそれぞれの範囲（図１０に示す一例では、Ｙｍ１、及びＹｍ２）の横方向積算輝度分布をそれぞれ抽出曲線として抽出してもよい。
【００９６】
以上、本発明を詳細に説明してきたが、上述の説明はあらゆる点において本発明の一例にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明によれば、夜間においても画像に基づいて先行車両との相対距離を測定できる距離測定装置を提供でき、例えば、自動車などの移動体に搭載される距離測定装置などに有用である。
【符号の説明】
【００９８】
１    距離測定装置
１０１    カメラ
１０２    距離測定部
１０３    衝突判断部
１０４    表示部
１０５    電動ブレーキＥＣＵ
１０６    警報ブザー
１０７    ヨーレートセンサ
【図１】
2011055418.tif 000003
【図２Ａ】
2011055418.tif 000004
【図２Ｂ】
2011055418.tif 000005
【図３】
2011055418.tif 000006
【図４Ａ】
2011055418.tif 000007
【図４Ｂ】
2011055418.tif 000008
【図５Ａ】
2011055418.tif 000009
【図５Ｂ】
2011055418.tif 000010
【図６】
2011055418.tif 000011
【図７Ａ】
2011055418.tif 000012
【図７Ｂ】
2011055418.tif 000013
【図７Ｃ】
2011055418.tif 000014
【図８】
2011055418.tif 000015
【図９】
2011055418.tif 000016
【図１０】
2011055418.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月11日(2010.3.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の走行方向を撮像画像として撮像する撮像手段と、
前記撮像画像に撮像されている直接光、及び走行路面で反射した当該直接光の反射光の中で、縦方向に並んで撮像されている直接光と反射光とを組み合わせてそれぞれ位置を特定する特定手段と、
前記特定手段によってそれぞれ組み合わされた前記直接光と前記反射光とのそれぞれの位置に基づき、対象物との相対距離を測定する測定手段とを備える、距離測定装置。
【請求項２】
前記特定手段は、
前記撮像画像における画素の輝度値を縦方向に積算した値に基づき、前記直接光と前記反射光とが縦方向に並んで撮像されている領域を特定する撮像領域特定手段と、
同一の前記領域に撮像されている前記直接光と前記反射光とを組み合わせて縦方向の位置をそれぞれ特定する位置特定手段とを含み、
前記測定手段は、前記位置特定手段によって組み合わされた前記直接光と前記反射光とのそれぞれの位置に基づき、前記対象物との相対距離を測定する、請求項１に記載の距離測定装置。
【請求項３】
前記撮像領域特定手段は、
前記撮像画像における画素の輝度値を当該撮像画像の縦方向の画素列毎に積算して縦方向積算輝度分布を生成する第１の生成手段と、
前記縦方向積算輝度分布で示される積算値が第１のしきい値を超える前記領域を特定する領域特定手段とを含み、
前記位置特定手段は、
前記領域特定手段によって特定された同一の前記領域に含まれる画素の輝度値を当該撮像画像の横方向の画素列毎に積算して横方向積算輝度分布を生成する第２の生成手段と、
同一の前記横方向積算輝度分布に基づいて前記直接光と前記反射光とを組み合わせて縦方向の位置をそれぞれ特定する光位置特定手段とを含み、
前記測定手段は、前記光位置特定手段によって組み合わされた前記直接光と前記反射光のそれぞれの位置に基づき、前記対象物との相対距離を測定する、請求項２に記載の距離測定装置。
【請求項４】
前記光位置特定手段は、
第１のピークしきい値と、当該第１のピークしきい値よりも相対的に低い第２のピークしきい値と、第１の分布幅しきい値と、当該第１の分布幅しきい値よりも相対的に大きい第２の分布幅しきい値とをそれぞれ記憶する記憶手段と、
前記横方向積算輝度分布に生じるピーク値を前記第１のピークしきい値、及び前記第２のピークしきい値と比較した結果と、当該横方向積算輝度分布の前記ピーク値を生じる分布の幅を前記第１の分布幅しきい値、及び前記第２の分布幅しきい値と比較した結果とに基づき、前記撮像画像における前記直接光、及び前記反射光を組み合わせて縦方向の位置をそれぞれ特定する縦方向位置特定手段をさらに含み、
前記測定手段は、前記縦方向位置特定手段によって特定された前記直接光の位置と前記反射光の位置とに基づき、前記対象物との相対距離を測定する、請求項３に記載の距離測定装置。
【請求項５】
前記縦方向位置特定手段は、
前記横方向積算輝度分布の中でピーク値が前記第１のピークしきい値を超え、且つ分布の幅が前記第１の分布幅しきい値未満となる部分の分布を特定し、特定した分布のピーク値が生じる前記撮像画像における縦方向の位置を前記直接光の位置として特定する直接光特定手段と、
前記横方向積算輝度分布の中でピーク値が前記第１のピークしきい値から前記第２のピークしきい値までの範囲内であり、且つ分布の幅が前記第２の分布幅しきい値を超える部分の分布を特定し、特定した分布のピーク値が生じる前記撮像画像における縦方向の位置を前記反射光の位置として特定する反射光特定手段と、
前記直接光特定手段、及び前記反射光特定手段によってそれぞれ同一の前記横方向積算輝度分布から特定された前記直接光の位置と前記反射光の位置とを組み合わせる組み合わせ手段とを含み、
前記測定手段は、前記組み合わせ手段によって組み合わされた前記直接光の位置と前記反射光の位置とに基づき、前記対象物との相対距離を測定する、請求項４に記載の距離測定装置。
【請求項６】
前記領域特定手段は、前記撮像画像において先行車両が存在する領域として予め定められた先行車両存在領域に対応する前記縦方向積算輝度分布で示される積算値が前記第１のしきい値を超える前記領域を特定する、請求項５に記載の距離測定装置。
【請求項７】
前記自車両の重心を鉛直方向に通る軸周りの回転角速度を検出する角速度検出手段をさらに備え、
前記領域特定手段は、前記角速度検出手段によって検出された前記回転角速度に基づいて判断した前記自車両の旋回方向と旋回速度とに応じて前記先行車両存在領域を前記撮像画像内で移動させる、請求項６に記載の距離測定装置。
【請求項８】
自車両の走行方向を撮像画像として撮像する撮像ステップと、
前記撮像画像に撮像されている直接光、及び走行路面で反射した当該直接光の反射光の中で、縦方向に並んで撮像されている直接光と反射光とを組み合わせてそれぞれ位置を特定する特定ステップと、
前記特定ステップにおいてそれぞれ組み合わされた前記直接光と前記反射光とのそれぞれの位置に基づき、対象物との相対距離を測定する測定ステップとを備える、距離測定方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
づいて測定することができない。
［０００６］
それ故に、本発明は、夜間においても、画像に基づいて対象物との相対距離を測定できる距離測定装置、及び距離測定方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
［０００７］
上記目的を達成するために本発明は、以下に示すような特徴を有する。
［０００８］
本発明の第１の局面は、自車両の走行方向を撮像画像として撮像する撮像手段と、撮像画像に撮像されている直接光、及び走行路面で反射した当該直接光の反射光の中で、縦方向に並んで撮像されている直接光と反射光とを組み合わせてそれぞれ位置を特定する特定手段と、特定手段によってそれぞれ組み合わされた直接光と反射光とのそれぞれの位置に基づき、対象物との相対距離を測定する測定手段とを備える。
［０００９］
本発明の第２の局面は、上記第１の局面において、特定手段は、撮像画像における画素の輝度値を縦方向に積算した値に基づき、直接光と反射光とが縦方向に並んで撮像されている領域を特定する撮像領域特定手段と、同一の領域に撮像されている直接光と反射光とを組み合わせて縦方向の位置をそれぞれ特定する位置特定手段とを含み、測定手段は、位置特定手段によって組み合わされた直接光と反射光とのそれぞれの位置に基づき、対象物との相対距離を測定する。
［００１０］
本発明の第３の局面は、上記第２の局面において、撮像領域特定手段は、撮像画像における画素の輝度値を当該撮像画像の縦方向の画素列毎に積算して縦方向積算輝度分布を生成する第１の生成手段と、縦方向積算輝度分布で示される積算値が第１のしきい値を超える領域を特定する領域特定手段とを含み、位置特定手段は、領域特定手段によって特定された同一の領域に含まれる画素の輝度値を当該撮像画像の横方向の画素列毎に積算して横方向積算輝度分布を生成する第２の生成手段と、同一の横方向積算輝度分布に基づいて直接光と反射光とを組み合わせて縦方向の位置をそれぞれ特定する光位置特定手段とを含み、測定手段は、光位置特定手段によって組み合わされた直
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
接光と反射光のそれぞれの位置に基づき、対象物との相対距離を測定する。
［００１１］
本発明の第４の局面は、上記第３の局面において、光位置特定手段は、第１のピークしきい値と、当該第１のピークしきい値よりも相対的に低い第２のピークしきい値と、第１の分布幅しきい値と、当該第１の分布幅しきい値よりも相対的に大きい第２の分布幅しきい値とをそれぞれ記憶する記憶手段と、横方向積算輝度分布に生じるピーク値を第１のピークしきい値、及び第２のピークしきい値と比較した結果と、当該横方向積算輝度分布のピーク値を生じる分布の幅を第１の分布幅しきい値、及び第２の分布幅しきい値と比較した結果とに基づき、撮像画像における直接光、及び反射光を組み合わせて縦方向の位置をそれぞれ特定する縦方向位置特定手段をさらに含み、測定手段は、縦方向位置特定手段によって特定された直接光の位置と反射光の位置とに基づき、対象物との相対距離を測定する。
［００１２］
本発明の第５の局面は、上記第４の局面において、縦方向位置特定手段は、横方向積算輝度分布の中でピーク値が第１のピークしきい値を超え、且つ分布の幅が第１の分布幅しきい値未満となる部分の分布を特定し、特定した分布のピーク値が生じる撮像画像における縦方向の位置を直接光の位置として特定する直接光特定手段と、横方向積算輝度分布の中でピーク値が第１のピークしきい値から第２のピークしきい値までの範囲内であり、且つ分布の幅が第２の分布幅しきい値を超える部分の分布を特定し、特定した分布のピーク値が生じる撮像画像における縦方向の位置を反射光の位置として特定する反射光特定手段と、直接光特定手段、及び反射光特定手段によってそれぞれ同一の横方向積算輝度分布から特定された直接光の位置と反射光の位置とを組み合わせる組み合わせ手段とを含み、測定手段は、組み合わせ手段によって組み合わされた直接光の位置と反射光の位置とに基づき、対象物との相対距離を測定する。
［００１３］
本発明の第６の局面は、上記第５の局面において、領域特定手段は、撮像画像において先行車両が存在する領域として予め定められた先行車両存在領域に対応する縦方向積算輝度分布で示される積算値が第１のしきい値を超え
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
る領域を特定する。
［００１４］
本発明の第７の局面は、上記第６の局面において、自車両の重心を鉛直方向に通る軸周りの回転角速度を検出する角速度検出手段をさらに備え、領域特定手段は、角速度検出手段によって検出された回転角速度に基づいて判断した自車両の旋回方向と旋回速度とに応じて先行車両存在領域を撮像画像内で移動させる。
［００１５］
本発明の第８の局面は、自車両の走行方向を撮像画像として撮像する撮像ステップと、撮像画像に撮像されている直接光、及び走行路面で反射した当該直接光の反射光の中で、縦方向に並んで撮像されている直接光と反射光とを組み合わせてそれぞれ位置を特定する特定ステップと、特定ステップにおいてそれぞれ組み合わされた直接光と反射光とのそれぞれの位置に基づき、対象物との相対距離を測定する測定ステップとを備える。
発明の効果
［００１６］
本発明によれば、夜間においても、画像に基づいて対象物との相対距離を測定できる距離測定装置、及び距離測定方法を提供できる。
図面の簡単な説明
［００１７］
［図１］図１は、第１の実施形態に係る距離測定装置の概略構成を示すブロック図である。
［図２Ａ］図２Ａは、カメラの搭載位置、及び撮像範囲の一例を示す図である。
［図２Ｂ］図２Ｂは、カメラの搭載位置、及び撮像範囲の一例を示す図である。
［図３］図３は、カメラによって撮像された撮像画像の一例を示す図である。
［図４Ａ］図４Ａは、縦方向積算輝度分布の一例を示す図である。
［図４Ｂ］図４Ｂは、縦方向積算輝度分布におけるしきい値の一例を示す図である。
［図５Ａ］図５Ａは、横方向積算輝度分布の一例を示す図である。
［図５Ｂ］図５Ｂは、直接光位置、及び反射光位置の一例を示す図である。
［図６］図６は、カメラの搭載位置、直接光原、及び反射位置の位置関係の一例を示す図である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
［図７Ａ］図７Ａは、距離測定部の処理を示すフローチャートである。
［図７Ｂ］図７Ｂは、距離測定部の処理を示すフローチャートである。
［図７Ｃ］図７Ｃは、距離測定部の処理を示すフローチャートである。
［図８］図８は、先行車両存在領域の一例を示す図である。
［図９］図９は、本発明に係る距離測定装置の他の概略構成を示すブロック図である。
［図１０］図１０は、横方向積算輝度分布の一例を示す図である。
発明を実施するための形態
［００１８］
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る距離測定装置１の概略構成を示すブロック図である。本実施形態に係る距離測定装置１は、カメラ１０１と、距離測定部１０２と、衝突判断部１０３と、表示部１０４と、電動ブレーキＥＣＵ１０５と、警報ブザー１０６とを備える。尚、本実施形態では、距離測定装置１が自動車などの移動体（以下、自車両と称する）に搭載されるものとして説明する。
［００１９］
カメラ１０１は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）カメラである。図２Ａ、及び図２Ｂは、カメラ１０１の自車両における搭載箇所と、撮像範囲との一例をそれぞれ示す図である。図２Ａは走行中の自車両を鉛直方向に見下ろした平面図であり、図２Ｂは、図２Ａに示す自車両の右側面図である。カメラ１０１は、図２Ａ、及び図２Ｂに一例としてそれぞれ示すように、自車両の走行方向を撮像可能に自車両のルームミラーに取り付けられる。カメラ１０１は、図２Ａ、及び図２Ｂにそれぞれ示すように自車両の走行方向を逐次撮像（例えば、２４分の１秒（１フレーム）毎に撮像）し、撮像した画像（以下、撮像画像と称する）を示す画像データを、画像を撮像する度に生成する。
［００２０］
距離測定部１０２は、カメラ１０１によって生成される画像データを取得し、撮像画像に基づいて自車両と先行車両との相対距離を測定する。距離測定部１０２は、先行車両との相対距離を測定すると、測定した相対距離を示
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
す距離データを生成する。距離測定部１０２が先行車両との相対距離を測定する処理の詳細については後述する。
［００２１］
衝突判断部１０３は、距離測定部１０２によって距離データが生成されたとき、生成された距離データを取得する。衝突判断部１０３は、距離データを取得すると、取得した距離データによって示される相対距離に基づいて、自車両と先行車両との衝突の可能性を判断し、衝突する可能性があると判断したときに、衝突する可能性があることを示す危険信号を生成する。尚、衝突判断部１０３が、相対距離に基づいて衝突する可能性を判断する手法は、任意の周知技術を用いてよい。
［００２２］
表示部１０４は、典型的には、自車両に搭載されるカーナビゲーションシステムによって生成される情報を表示する表示画面、或いは自車両の走行速度、及びエンジンの回転数などを表示する表示画面である。また、表示部１０４は、その表示画面の表示内容を制御する処理回路も備えている。表示部１０４は、衝突判断部１０３によって危険信号が生成されたとき、生成された危険信号を取得する。危険信号を取得すると、表示部１０４は、衝突する可能性があることを示す画像をその表示画面に表示して、衝突の可能性があることを運転者に通知する。
［００２３］
電動ブレーキＥＣＵ１０５は、自車両に搭載される電動ブレーキを制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）である。電動ブレーキＥＣＵ１０５は、衝突判断部１０３によって危険信号が生成されたとき、生成された危険信号を取得する。危険信号を取得すると、電動ブレーキＥＣＵ１０５は、衝突する可能性を低減するように自車両に搭載される電動ブレーキの制動力を制御する。
［００２４］
警報ブザー１０６は、自車両の車室内に向けて音声を出力可能なスピーカー、及び当該スピーカーを制御して音声を出力させる制御回路などからなる。警報ブザー１０６は、電動ブレーキＥＣＵ１０５によって危険信号が取得されたとき、前述のスピーカーから車室内に警告音を出力させて、自車両の運転者に先行車両と衝突する可能性があることを通知する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
［００２５］
以上が、本実施形態に係る距離測定装置１の概略構成の説明である。次に、距離測定部１０２が先行車両との相対距離を測定するときの距離測定処理について説明する。
［００２６］
図３は、夜間に自車両が走行しているときの撮像画像の一例を示す図である。図３に示す撮像画像には、先行車両、対向車両、及び走行路の脇に設置されている誘導灯などの対象物が撮像されている。そして、図３に示す撮像画像は、夜間の撮像画像であるため、先行車両、対向車両、及び誘導灯などの対象物の輪郭など、細部が鮮明に撮像されておらず、これらの対象物が有する発光部（例えば、先行車両であればテールランプ）からカメラ１０１に直接入射する直接光、及びこれらの発光部から発せられた光が路面等で反射した反射光が鮮明に撮像されているものとする。
［００２７］
より具体的には、図３には、先行車両のテールランプからカメラ１０１に直接入射する直接光Ｐｖｄ、先行車両のテールランプから発せられた光が路面で反射した反射光Ｐｖｉ、対向車両のヘッドランプからカメラ１０１に直接入射する直接光Ｃｖｄ、対向車両のヘッドランプから発せられた光が路面で反射した直接光Ｃｖｉ、誘導灯からカメラ１０１に直接入射する直接光Ｒｄ、及び誘導灯から発せられた光が路面で反射した反射光Ｒｉが鮮明に撮像されている画像の一例を示している。また、走行路の表面上に塗布される典型的な区画線には、反射材料（例えば、ガラスビーズなど）が含まれており、自車両のヘッドランプから発せられた光を反射した、自車両の走行路の両側の区画線も、図３に示す一例には図示されている。尚、本実施形態の説明では、図３に一例として示すように撮像画像の左上を原点とし、当該原点から水平な右方向を撮像画像の正の横方向とし、当該原点から垂直な下方向を撮像画像の正の縦方向であるものとする。
［００２８］
本実施形態に係る距離測定部１０２は、カメラ１０１から画像データを取得すると、まず、撮像画像を構成する画素の輝度値を縦方向の画素列毎に積算して計算した積算輝度分布（以下、縦方向積算輝度分布と称する）を生成する。図４Ａは、本実施形態に係る距離測定部１０２が、図３に一例として
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
示した撮像画像について生成した縦方向積算輝度分布を一例として示す図である。本実施形態に係る距離測定部１０２は、図４Ａに示すように予め定められた縦方向輝度計算領域Ｔｋｒ内の画素について縦方向の画素列毎に輝度値を積算して縦方向積算輝度分布を生成する。
［００２９］
縦方向積算輝度分布を生成すると、距離測定部１０２は、生成した縦方向積算輝度分布の中で輝度の積算値が予め定められたしきい値ｔｈ以上となる領域を決定する。図４Ｂは、縦方向積算輝度分布に基づいて距離測定部１０２が決定した領域の一例を示す図である。図４Ｂに一例として示すように、距離測定部１０２は、縦方向積算輝度分布で示される画素列毎の輝度の積算値の中で、しきい値ｔｈ以上となる積算値の隣り合う画素列をまとめた横方向の領域を１つの横方向輝度計算領域として決定する。図４Ｂには、一例として、横方向輝度計算領域Ｙｋｒ１〜Ｙｋｒ４の４つの領域が決定された場合を示している。
［００３０］
尚、横方向輝度計算領域の縦方向の高さは、図４Ｂに一例として示すように、縦方向輝度計算領域と同じ高さであってもよいし、撮像画像の縦方向の画素数と同じであってもよいし、任意の高さであってもよい。
［００３１］
また、しきい値ｔｈの大きさは、撮像画像における先行車両のテールランプが撮像されている領域を横方向輝度計算領域として検出するのに最適な値に予め定めておくものとする。より具体的には、画素の輝度値の情報量が８ビットの撮像画像をカメラ１０１が撮像する場合、当該撮像画像における画素の輝度値は、それぞれ０乃至２５５の範囲で示される。ここで、例えば、撮像画像の縦方向の大きさが１００画素であるとすると、縦方向積算輝度分布の最大値は、１００×２５５＝２５５００となる。本実施形態におけるしきい値ｔｈの大きさは、一例として、この最大値の１０％、或いは２０％の大きさ、すなわち、２５５０、或いは５１００に予め定めてもよい。
［００３２］
距離測定部１０２は、横方向輝度計算領域を決定すると、決定した横方向輝度計算領域に含まれる横方向の画素列毎の輝度値を積算して計算した積算輝度分布（以下、横方向積算輝度分布と称する）を生成する。図５Ａは、本
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
実施形態に係る距離測定部１０２が、図４Ｂに示す横方向輝度計算領域Ｙｋｒ１〜Ｙｋｒ４の中で、横方向輝度計算領域Ｙｋｒ２について計算した横方向積算輝度分布の一例を示す図である。
［００３３］
そして、横方向輝度計算領域のそれぞれに対応させて横方向積算輝度分布を生成すると、距離測定部１０２は、生成した横方向積算輝度分布の特徴を検出する特徴検出処理をする。
［００３４］
図５Ｂは、図５Ａに一例として示した横方向輝度計算領域Ｙｋｒ２に対応させて計算した横方向積算輝度分布を示す図である。以下、本実施形態に係る距離測定部１０２の特徴検出処理について、図５Ｂに示す横方向積算輝度分布の特徴を検出する場合を一例に挙げて説明する。特徴検出処理を開始すると、距離測定部１０２は、まず、生成した横方向積算輝度分布を示す曲線からピーク値を生じる曲線をそれぞれ抽出曲線として抽出する。
［００３５］
横方向積算輝度分布から抽出曲線を抽出するとき、距離測定部１０２は、まず、横方向積算輝度分布の極大値を生じる撮像画像における縦方向の位置をピーク値を生じる位置（図５Ｂに示す例では、Ｙ１、及びＹ２）として検出する。ピーク値を生じる位置を検出すると、距離測定部１０２は、ピーク値を生じるそれぞれの位置から撮像画像の縦方向の両側に向かって横方向積算輝度分布を走査することにより、それぞれのピーク値を生じる位置を基準とする両側の横方向積算輝度分布がそれぞれゼロになるまでの位置を検出して、互いの位置に含まれるそれぞれの範囲（図５Ｂに示す例では、Ｙｍ１、及びＹｍ２）の横方向積算輝度分布を示す曲線を、それぞれ抽出曲線として抽出する。距離測定部１０２が、図５Ｂに示す横方向積算輝度分布から抽出曲線を抽出した場合には、同図に示すように２つの抽出曲線Ｂｋ１、及び抽出曲線Ｂｋ２が抽出される。
［００３６］
抽出曲線を抽出すると、距離測定部１０２は、抽出した抽出曲線のピーク値の大きさと、曲線幅とをそれぞれの抽出曲線に対応させて特定し、特徴検出処理を完了する。ここで、曲線幅とは、抽出曲線と後述する第２のピークしきい値ｔｈｐ２とが交わる交点の幅である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
［００３７］
本実施形態に係る距離測定部１０２は、特徴検出処理を完了すると、抽出した抽出曲線のピーク値と曲線幅とに基づいて、横方向輝度計算領域に撮像されている直接光、及び反射光の撮像画像における縦方向の位置をそれぞれ特定する。より具体的には、本実施形態に係る距離測定部１０２は、特徴検出処理を完了すると、抽出した抽出曲線のピーク値を後述するように予め定められた第１のピークしきい値ｔｈｐ１、及び第２のピークしきい値ｔｈｐ２と比較し、抽出した抽出曲線の曲線幅を後述するように予め定められた第１の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ１、及び第２の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ２と比較する。
［００３８］
そして、距離測定部１０２は、抽出した抽出曲線の内、ピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１を超え、且つ曲線幅が第１の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ１未満である抽出曲線を、直接光を示す画素の輝度値を積算した横方向積算輝度分布を示す曲線として判断して、そのピーク値が生じる撮像画像の縦方向における位置を直接光位置Ｙｄとして特定する。また、距離測定部１０２は、抽出した抽出曲線の内、ピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１から第２のピークしきい値ｔｈｐ２までの範囲内であって、且つ曲線幅が第２の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ２を超える抽出曲線Ｂｋ２を反射光を示す画素の輝度値を積算した横方向積算輝度分布を示す曲線として判断して、そのピーク値が生じる撮像画像の縦方向における位置を反射光位置Ｙｉとして特定する。
［００３９］
本実施形態に係る距離測定部１０２が、図５Ｂに一例として示す抽出曲線Ｂｋ１のピーク値Ｐｋ１と曲線幅Ｐｋｂ１とを上述したようにそれぞれのしきい値と比較した場合には、同図から明らかなように、ピーク値Ｐｋ１が第１のピークしきい値ｔｈｐ１を超え、且つ曲線幅Ｐｋｂ１が第１の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ１未満であるので、そのピーク値Ｐｋ１が生じる位置Ｙ１を前述の直接光位置Ｙｄとして特定する。そして、本実施形態に係る距離測定部１０２は、直接光位置Ｙｄとして特定した位置Ｙ１にピーク値Ｐｋ１を生じる抽出曲線Ｂｋ１が横方向輝度計算領域Ｙｋｒ２の横方向輝度分布の一部
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
を示す曲線であるため、当該直接光位置Ｙｄを横方向輝度計算領域Ｙｋｒ２に対応させる。
［００４０］
一方、本実施形態に係る距離測定部１０２が、図５Ｂに一例として示す抽出曲線Ｂｋ２のピーク値Ｐｋ２と曲線幅Ｐｋｂ２とを上述したようにそれぞれのしきい値と比較した場合には、同図から明らかなように、ピーク値Ｐｋ２が第１のピークしきい値ｔｈｐ１から第２のピークしきい値ｔｈｐ２までの範囲内であって、且つ曲線幅Ｐｋｂ２が第２の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ２を超えるので、そのピーク値Ｐｋ２が生じる位置Ｙ２を前述の反射光位置Ｙｉとして特定する。そして、本実施形態に係る距離測定部１０２は、反射光位置Ｙｉとして特定した位置Ｙ２にピーク値Ｐｋ２を生じる抽出曲線Ｂｋ２が横方向輝度計算領域Ｙｋｒ２の横方向輝度分布の一部を示す曲線であるため、当該反射光位置Ｙｉを横方向輝度計算領域Ｙｋｒ２に対応させる。
［００４１］
ここで、直接光、及び反射光をそれぞれ示す画素の横方向積算輝度分布における積算輝度分布曲線の特徴について説明する。
［００４２］
まず、直接光を示す画素の横方向積算輝度分布を示す曲線の特徴について説明する。直接光は、先行車両のテールランプから発せられた光がカメラ１０１に直接入射するため、強度が相対的に高くなる。したがって、直接光を示す画素の横方向積算輝度分布を示す曲線は、ピーク値が相対的に高くなる。また、直接光は、何らかの対象物の表面などで反射して散乱することなくカメラ１０１に直接入射するため、強度にむらが生じない。したがって、撮像画像における直接光を示す画素の横方向積算輝度分布を示す曲線の曲線幅は、相対的に狭くなる。
［００４３］
次に、反射光を示す画素の横方向積算輝度分布を示す曲線の特徴について説明する。反射光は、先行車両のテールランプから発せられた光が、走行路面で反射してからカメラ１０１に入射する光である。ここで、走行路面は表面に凹凸を有しているため、光が反射するときには散乱もする。すなわち、カメラ１０１に入射する反射光は、走行路面で反射して散乱してから入射するため、相対的に低く、むらのある強度となる。したがって、撮像画像にお
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
ける反射光を示す画素の横方向積算輝度分布を示す曲線は、ピーク値が相対的に低くなり、その曲線幅は相対的に広くなる。
［００４４］
このように、直接光、及び反射光をそれぞれ示す画素の横方向積算輝度分布を示す曲線には、ピーク値、及び曲線幅に互いに異なる特徴が現れる。このような特徴を識別して、直接光、及び反射光の撮像画像における位置を特定するため、距離測定部１０２には、上述したように横方向輝度分布から抽出した抽出曲線のピーク値と比較するためのピークしきい値（本実施形態では、第１のピークしきい値ｔｈｐ１、及び第２のピークしきい値ｔｈｐ２）、及び抽出曲線の曲線幅と比較するための曲線幅しきい値（本実施形態では、第１の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ１、及び第２の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ２）がそれぞれ予め定められている。
［００４５］
また、直接光、反射光を示す画素の横方向積算輝度分布の曲線の曲線幅は、上述したように広さに特徴が現れる。そして、この特徴を識別するために、距離測定部１０２は、上述したように抽出曲線と第２のピークしきい値ｔｈｐ２との交点を曲線幅として特定する。
［００４６］
また、本実施形態に係る距離測定部１０２は、上述したようにピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１を超え、且つ曲線幅が第１の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ１未満となる抽出曲線を、直接光を示す画素の輝度値の積算値を示す曲線として特定する。したがって、第１のピークしきい値ｔｈｐ１は、上述したように直接光を示す画素の輝度値の積算値の相対的に高いピーク値を識別できるように、相対的に大きな値として予め定めておく必要がある。また、第１の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ１は、上述したように直接光を示す画素の輝度値の積算値を示す曲線の相対的に狭い曲線幅を識別できるように、相対的に小さい値として予め定めておく必要がある。
［００４７］
さらに、本実施形態に係る距離測定部１０２は、上述したようにピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１から第２のピークしきい値ｔｈｐ２までの範囲内であって、且つ曲線幅が第２の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ２を超える抽出曲線を、反射光を示す画素の輝度値の積算値を示す曲線として特定する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
したがって、第２のピークしきい値ｔｈｐ２は、上述したように反射光を示す画素の輝度値の積算値の相対的に低いピーク値が、前述の第１のピークしきい値ｔｈｐ１から当該第２のピークしきい値ｔｈｐ２までの範囲内となるように、相対的に小さな値として予め定めておく必要がある。また、第２の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ２は、上述したように反射光を示す画素の輝度値の積算値を示す曲線の相対的に広い曲線幅を識別できるように、相対的に大きな値として予め定めておく必要がある。
［００４８］
以上が、本実施形態に係る距離測定部１０２が、特徴検出処理をしてから直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉをそれぞれ特定する処理の説明である。尚、上述した説明では、図５Ｂに示す横方向輝度計算領域の内、横方向輝度計算領域Ｙｋｒ２に撮像されている直接光、及び反射光の撮像画像における縦方向の位置を直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉとしてそれぞれ特定する場合を一例として説明した。しかしながら、本実施形態に係る距離測定部１０２は、横方向輝度計算領域Ｙｋｒ２だけでなく、全ての横方向輝度計算領域について、上述したように特徴検出処理をしてから直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉをそれぞれ特定して、それそれの横方向輝度計算領域に対応させる。
［００４９］
本実施形態に係る距離測定部１０２は、全ての横方向輝度計算領域について直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉをそれぞれ特定する処理をすると、特定した直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉに基づいて先行車両との相対距離を測定する。相対距離を測定するとき、本実施形態に係る距離測定部１０２は、直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉの両方を特定できた横方向輝度計算領域のみについて対応させて特定したこれらの位置に基づいて、先行車両との相対距離を測定する。
［００５０］
図６は、本実施形態に係る距離測定部１０２が、直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉに基づいて先行車両との相対距離を測定する手法を説明する図である。図６は、自車両と、自車両の先行車両とを左側から見た左側面図である。図６に示す先行車両は、自車両に対して相対距離Ｄで先行している。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本実施形態では、一例として図６に示すように走行路面から高さｈの位置にカメラ１０１が搭載されているものとする。また、図６では、自車両に搭載されているカメラ１０１の搭載位置に対して、先行車両の直接光原Ｄｉ（例えば、テールランプ）が存在する位置のピッチ角を、ピッチ角αで示している。さらに、図６では、自車両に搭載されているカメラ１０１の搭載位置に対して、先行車両の直接光原Ｄｉが走行路面で反射する反射位置Ｉｉのピッチ角を、ピッチ角βで示している。
［００５１］
尚、以下の説明では、一例として、図６に示す直接光原Ｄｉが、図５Ｂに示す撮像画像における横方向輝度計算領域Ｙｋｒ２に対応させて特定した直接光位置Ｙｄに存在する光源であるものとし、図６に示す反射位置Ｉｉの撮像画像上における位置が、図５Ｂに示す撮像画像における横方向輝度計算領域Ｙｋｒ２に対応させて特定した反射光位置Ｙｉであるものとして説明を続ける。
［００５２］
図６に示すピッチ角αと、上述したように特定した直接光位置Ｙｄとの間には、α＝ｔａｎ−１（Ｙｄ×Ｓｙ／ｆ）という関係が成り立つことが既に知られている。ここで、Ｓｙは、カメラ１０１の撮像素子の高さであり、ｆはカメラ１０１の焦点距離である。そして、カメラ１０１の撮像素子の高さ、及びカメラ１０１の焦点距離は、それぞれ既知である。このため、撮像画像における直接光位置Ｙｄを特定することができれば、ピッチ角αを求めることができる。
［００５３］
同様に、図６に示すピッチ角βと、上述したように特定した反射光位置Ｙｉとの間には、β＝ｔａｎ−１（Ｙｉ×Ｓｙ／ｆ）という関係が成り立つことが既に知られている。したがって、撮像画像における反射光位置Ｙｉを特定することができれば、ピッチ角βを求めることができる。
［００５４］
そして、図６にそれぞれ示すピッチ角α、ピッチ角β、及び相対距離Ｄの間には、Ｄ＝ｈ／（ｔａｎα＋ｔａｎβ）という関係が成り立つことが既に知られている。したがって、本実施形態に係る距離測定部１０２は、上述したように直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉに基づいてピッチ角α、及び
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
ピッチ角βをそれぞれ求めれば、先行車両との相対距離Ｄを求めることができる。
［００５５］
本実施形態に係る距離測定部１０２は、直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉの両方を特定することができた全ての横方向輝度計算領域のそれぞれについて、ピッチ角α、及びピッチ角βの両方を求めて上述したように相対距離Ｄを先行車両との相対距離として計算する。本実施形態に係る距離測定部１０２は、相対距離Ｄを計算するとき、それぞれの横方向輝度計算領域に対応させて計算する。そして、距離測定部１０２は、相対距離Ｄを計算すると、計算した相対距離Ｄをそれぞれ示す距離データを生成する。
［００５６］
次に、本実施形態に係る距離測定部１０２の具体的な処理の流れについて説明する。図７Ａ〜図７Ｃは、本実施形態に係る距離測定部１０２の処理の流れを示すフローチャートである。
［００５７］
ステップＳ１０１において、距離測定部１０２は、カメラ１０１から画像データを取得し、取得した画像データによって示される撮像画像について上述した縦方向積算輝度分布を生成する。
［００５８］
ステップＳ１０２において、距離測定部１０２は、ステップＳ１０１において生成した縦方向積算輝度分布に基づいて、撮像画像における横方向輝度計算領域を上述したように決定する。
［００５９］
ステップＳ１０３において、距離測定部１０２は、ステップＳ１０２で決定した全ての横方向輝度計算領域に対応させて、それぞれ上述したように横方向積算輝度分布を生成する。
［００６０］
ステップＳ１０４において、距離測定部１０２は、横方向輝度計算領域に対応させてステップＳ１０３で生成した横方向積算輝度分布に基づいて、上述したように直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉを当該横方向輝度計算領域に対応させて特定する位置特定処理をする。位置特定処理の詳細については、後述する。
［００６１］
ステップＳ１０５において、距離測定部１０２は、ステップＳ１０４で特定した直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉに基づいて、先行車両との相対
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
距離Ｄを求める。さらに、距離測定部１０２は、ステップＳ１０５において、相対距離Ｄを求めると、求めた相対距離Ｄを示す距離データを生成する。
［００６２］
次に、図７Ｂを参照して、ステップＳ１０４の位置特定処理の詳細を説明する。
［００６３］
ステップＳ２０１において、距離測定部１０２は、ステップＳ１０３で横方向積算輝度分布を対応させて生成した横方向輝度計算領域の中から、直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉを特定する処理をしていない領域を選択し、処理対象領域として設定する。
［００６４］
ステップＳ２０２において、距離測定部１０２は、ステップＳ２０１で処理対象領域として設定した横方向輝度計算領域に対応させてステップＳ１０３で生成した横方向積算輝度分布から上述したように２つの抽出曲線Ｂｋ１、及び抽出曲線Ｂｋ２を抽出して、抽出したそれぞれの抽出曲線のピーク値と曲線幅とを特徴として特定する。
［００６５］
ステップＳ２０３において、距離測定部１０２は、ステップＳ２０２で抽出した抽出曲線Ｂｋ１、及び抽出曲線Ｂｋ２の中から、処理対象曲線として設定されていないいずれか１つの抽出曲線を処理対象曲線として設定する。処理対象曲線を設定するとき、距離測定部１０２は、ステップＳ２０２で抽出した抽出曲線の内、撮像画像の原点から縦方向に最も近い位置に存在する抽出曲線から順番に設定してもよいし、ランダムにいずれか１つの抽出曲線を設定してもよい。
［００６６］
ステップＳ２０４において、距離測定部１０２は、ステップＳ２０３で設定した抽出曲線のピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１を超えるか否かを判断する。距離測定部１０２は、ステップＳ２０４において、ステップＳ２０３で設定した抽出曲線のピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１を超えると判断したとき、ステップＳ２０５へ処理を進める。一方、距離測定部１０２は、ステップＳ２０４において、ステップＳ２０３で設定した抽出曲線のピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１を超えないと判断したとき、ステップＳ２０７へ処理を進める。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
［００６７］
ステップＳ２０５において、距離測定部１０２は、ステップＳ２０３で設定した抽出曲線の曲線幅が第１の曲線幅しきい値ｔｈｂ１未満であるか否かを判断する。距離測定部１０２は、ステップＳ２０５において、曲線幅が第１の曲線幅しきい値ｔｈｂ１未満であると判断したとき、ステップＳ２０６へ処理を進める。一方、距離測定部１０２は、ステップＳ２０５において、曲線幅が第１の曲線幅しきい値ｔｈｂ１未満でないと判断したとき、ステップＳ２０７へ処理を進める。
［００６８］
ステップＳ２０６において、距離測定部１０２は、ステップＳ２０３で設定した抽出曲線を、撮像画像において直接光を示す画素の輝度値の積算値を示す曲線であるとして特定する。距離測定部１０２が、ステップＳ２０６で直接光を示す画素の輝度値の積算値を示す曲線として抽出曲線を判断できるのは、ステップＳ２０４において、抽出曲線のピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１を超えると判断し、且つステップＳ２０５において曲線幅が第１の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ１未満であると判断し、抽出曲線が直接光を示す曲線であると判断できる上述した条件を満たすときに当該ステップＳ２０６の処理をするからである。
［００６９］
ステップＳ２０７において、距離測定部１０２は、ステップＳ２０３で設定した抽出曲線のピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１から第２のピークしきい値ｔｈｐ２までの範囲内であるか否かを判断する。距離測定部１０２は、ステップＳ２０７において、ピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１から第２のピークしきい値ｔｈｐ２までの範囲内であると判断したとき、ステップＳ２０８へ処理を進める。一方、距離測定部１０２は、ステップＳ２０７において、ピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１から第２のピークしきい値ｔｈｐ２までの範囲内でないと判断したとき、ステップＳ２１１へ処理を進める。
［００７０］
ステップＳ２０８において、距離測定部１０２は、ステップＳ２０３で設定した抽出曲線の曲線幅が第２の曲線幅しきい値ｔｈｂ２を超えるか否かを判断する。距離測定部１０２は、ステップＳ２０８において、曲線幅が第２
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
の曲線幅しきい値ｔｈｂ２を超えると判断したとき、ステップＳ２０９へ処理を進める。一方、距離測定部１０２は、ステップＳ２０８において、曲線幅が第２の曲線幅しきい値ｔｈｂ２を超えないと判断したとき、ステップＳ２１１へ処理を進める。
［００７１］
ステップＳ２０９において、距離測定部１０２は、ステップＳ２０３で設定した抽出曲線を、撮像画像において反射光を示す画素の輝度値の積算値を示す曲線であるとして特定する。距離測定部１０２が、ステップＳ２０９で反射光を示す画素の輝度値の積算値を示す曲線として抽出曲線を判断できるのは、ステップＳ２０７において、抽出曲線のピーク値が第１のピークしきい値ｔｈｐ１から第２のピークしきい値ｔｈｐ２までの範囲内であると判断し、且つステップＳ２０８において曲線幅が第２の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ２を超えると判断し、抽出曲線が反射光を示す曲線であると判断できる上述した条件を満たすときに当該ステップＳ２０９の処理をするからである。
［００７２］
ステップＳ２１０において、距離測定部１０２は、ステップＳ２０３で設定した抽出曲線のピーク値を生じる位置を光源の位置として特定する。具体的には、距離測定部１０２は、ステップＳ２０６からステップＳ２１０へ処理を進めた場合には、ステップＳ２０３で設定した抽出曲線が、上述したように直接光を示す曲線であると判断できるため、そのピーク値が生じる撮像画像における縦方向の位置を直接光位置Ｙｄとし、処理対象領域として設定されている横方向輝度計算領域に対応付けて特定する。一方、距離測定部１０２は、ステップＳ２０９からステップＳ２１０へ処理を進めた場合には、ステップＳ２０３で設定した抽出曲線が、上述したように反射光を示す曲線であると判断できるため、ピーク値が生じる撮像画像における縦方向の位置を反射光位置Ｙｉとし、処理対象領域として設定されている横方向輝度計算領域に対応付けて特定する。
［００７３］
ステップＳ２１１において、距離測定部１０２は、処理対象領域として設定されている横方向輝度計算領域からステップＳ２０２で抽出した抽出曲線の中で、処理対象曲線として設定されていない抽出曲線があるか否かを判断
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
する。距離測定部１０２は、ステップＳ２１１において、処理対象曲線として設定されていない抽出曲線があると判断したとき、ステップＳ２０３へ処理を戻す。一方、距離測定部１０２は、ステップＳ２１１において、処理対象曲線として設定されていない抽出曲線がないと判断したとき、ステップＳ２１２へ処理を進める。
［００７４］
ステップＳ２１２において、距離測定部１０２は、ステップＳ１０３で横方向積算輝度分布を対応させて生成した横方向輝度計算領域の中で、処理対象領域として設定されていない横方向輝度計算領域があるか否かを判断する。距離測定部１０２は、ステップＳ２１２において、処理対象領域として設定されていない横方向輝度計算領域があると判断したとき、ステップＳ２０１へ処理を戻す。一方、距離測定部１０２は、ステップＳ２１２において、処理対象領域として設定されていない横方向輝度計算領域がないと判断したとき、図７Ｂのフローチャートに示す処理を完了して、図７ＡのフローチャートにしたがってステップＳ１０５へ処理を進める。
［００７５］
次に、図７Ｃを参照して、ステップＳ１０５の距離計算処理の詳細を説明する。
［００７６］
ステップＳ３０１において、距離測定部１０２は、ステップＳ１０４で直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉの両方を対応させて特定した横方向輝度計算領域の中から、計算対象領域として設定されていない横方向輝度計算領域を計算対象領域として設定する。尚、ステップＳ３０１において、距離測定部１０２ｈが、直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉの両方を対応させて特定した横方向輝度計算領域が１つもない場合には、図７Ｃに示す処理を直ちに完了して、図７Ａに示すフローチャートにしたがって、処理をステップＳ１０１に戻してもよい。
［００７７］
ステップＳ３０２において、距離測定部１０２は、ステップＳ３０１で計算対象領域として設定した横方向輝度計算領域に対応させて特定された直接光位置Ｙｄに基づいて上述したようにピッチ角αを計算する。
［００７８］
ステップＳ３０３において、距離測定部１０２は、ステップＳ３０１で計
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
算対象領域として設定した横方向輝度計算領域に対応させて特定された反射光位置Ｙｉに基づいて上述したようにピッチ角βを計算する。
［００７９］
ステップＳ３０４において、距離測定部１０２は、ステップＳ３０２で計算したピッチ角α、ステップＳ３０３で計算したピッチ角β、及び既知であるカメラ１０１の自車両における搭載位置の高さｈに基づいて上述したように相対距離Ｄを計算して、ステップＳ３０１で計算対象領域として設定した横方向輝度計算領域に対応させる。
［００８０］
ステップＳ３０５において、距離測定部１０２は、ステップＳ１０４で直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉの両方を対応させて特定した横方向輝度計算領域の中から、計算対象領域として設定されていない横方向輝度計算領域があるか否かを判断する。距離測定部１０２は、ステップＳ３０５において、計算対象領域として設定されていない横方向輝度計算領域があると判断したとき、ステップＳ３０１へ処理を戻す。一方、距離測定部１０２は、ステップＳ３０５において、計算対象領域として設定されていない横方向輝度計算領域がないと判断したとき、ステップＳ３０６へ処理を進める。
［００８１］
ステップＳ３０６において、距離測定部１０２は、計算した全ての相対距離Ｄをそれぞれ示す距離データを生成し、図７Ｃのフローチャートに示す処理を終了して、図７Ａのフローチャートにしたがって、ステップＳ１０１へ処理を戻す。
［００８２］
本実施形態に係る距離測定部１０２は、図７Ａ乃至図７Ｃのフローチャートに示す処理を予め定められた時間間隔で繰り返すことにより、先行車両との相対距離を逐次測定することができる。
［００８３］
また、図７Ａ乃至図７Ｃのフローチャートに示す処理は、例えば、自車両のイグニッションスイッチ、或いはアクセサリースイッチがオンにされたときに開始され、オフにされたときに終了されてもよい。
［００８４］
以上が、本実施形態に係る距離測定部１０２の処理の説明である。上述で説明したように、本実施形態に係る距離測定部１０２は、撮像画像に撮像されている直接光と当該直接光が走行路面で反射した反射光との当該撮像画像
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
における位置（直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉ）の組み合わせを特定する。これは、縦方向積算輝度分布としきい値ｔｈとを比較することにより、横方向輝度計算領域、すなわち、直接光と反射光との組み合わせが撮像されている撮像画像における領域を特定し、全ての横方向輝度計算領域に対応させて生成した横方向積算輝度分布から抽出した抽出曲線に基づいて第１の実施形態で説明したように直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉを特定し、同一の横方向輝度計算領域に対応させることによって実現できる。そして、組み合わされた直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉに基づいて第１の実施形態で説明したように相対距離Ｄを計算することにより、先行車両などの対象物との相対距離を測定することができる。尚、第１の実施形態で説明した抽出曲線とは、横方向積算輝度分布の中でピーク値を生じる部分の分布に相当する。
［００８５］
本実施形態に係る距離測定部１０２によれば、例えば、夜間であったとしても、先行車両に搭載されている直接光原から発せられた直接光、及び当該直接光源から発せられた光が走行路面で反射した反射光に基づいて、当該先行車両との相対距離を測定することができる。
［００８６］
尚、上記第１の実施形態では、１つの横方向輝度計算領域について計算した横方向積算輝度分布から２つの抽出曲線が抽出されるものとした。しかしながら、他の一実施形態では、１つの横方向輝度計算領域から抽出される抽出曲線が３以上である場合がある。この場合、距離測定部１０２は、全ての抽出曲線について、そのピーク値と曲線幅とのそれぞれを第１のピークしきい値ｔｈｐ１、第２のピークしきい値ｔｈｐ２、第１の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ１、及び第２の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ２のそれぞれと、第１の実施形態で説明したように比較する。そして、例えば、１つの横方向輝度計算領域について、直接光を示すと判断した抽出曲線が２以上ある場合には、距離測定部１０２は、いずれか１つの抽出曲線をランダムに決定して、その抽出曲線のピーク値が生じる撮像画像における縦方向の位置を直接光位置Ｙｄとして特定してもよい。同様に、例えば、１つの横方向輝度計算領域について、
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
反射光を示すと判断した抽出曲線が２以上ある場合には、距離測定部１０２は、いずれか１つの抽出曲線をランダムに決定して、その抽出曲線のピーク値が生じる撮像画像における縦方向の位置を反射光位置Ｙｉとして特定してもよい。
［００８７］
また、上記第１の実施形態では、距離測定部１０２が先行車両との相対距離Ｄを測定するものとして説明をした。しかしながら、上記第１の実施形態では、図５Ｂに一例として示すように、直接光源から発せられた直接光として対向車両のヘッドランプから発せられた直接光、及び当該直接光源から発せられた直接光が走行路面で反射した反射光に基づいて、直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉが特定され、これらの位置に基づき、対向車両との相対距離が、先行車両との相対距離として計算されてしまう場合がある。したがって、対向車両との相対距離が計算されてしまうのが好ましくない場合には、他の一実施形態として、距離測定部１０２は、図８に一例として示すように、先行車両が存在すると考えられる撮像画像上の領域Ｓｒ（以下、先行車両存在領域Ｓｒと称する）内の画像に対して、第１の実施形態で説明したように、縦方向積算輝度分布を生成し、生成した縦方向積算輝度分布に基づいて横方向輝度計算領域を決定し、決定した横方向輝度計算領域において、特徴検出処理をして直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉを特定し、相対距離を計算してもよい。これにより、距離測定部１０２は、対向車両などの先行車両ではない対象物に搭載された光原の影響を受けずに、先行車両に搭載された光源のみに基づいて、当該先行車両との相対距離を計算することができる。
［００８８］
また、距離測定部１０２が、上述したように先行車両存在領域Ｓｒ内で決定した横方向輝度計算領域についてのみ特徴検出処理をして直接光位置Ｙｄ、及び反射光位置Ｙｉを特定し、相対距離を計算する場合、曲線路を走行していると、先行車両に搭載された直接光原Ｄｉが先行車両存在領域Ｓｒから外れてしまう場合がある。したがって、他の一実施形態では、第１の実施形態に係る距離測定装置１の概略構成を図９に示すように変形してもよい。図
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
９に示す距離測定装置２は、第１の実施形態に係る距離測定装置１と比較してヨーレートセンサ１０７をさらに備える点が相違する。
［００８９］
ヨーレートセンサ１０７は、自車両の重心を鉛直方向に通る軸周りの回転角速度を逐次検出して、検出した回転角速度を示す回転角速度データを生成する。
［００９０］
そして、距離測定装置２に備えられる距離測定部１０２は、ヨーレートセンサ１０７によって生成される回転角速度データを取得する。回転角速度データを取得すると、距離測定部１０２は、取得した回転角速度データによって示される回転角速度に基づいて、自車両が走行しているカーブの方向と曲率を判断し、判断した方向と曲率の大きさとに応じて、先行車両存在領域Ｓｒを移動させる。より具体的には、距離測定装置２に備えられる距離測定部１０２は、回転角速度データによって示される回転角速度が、自車両が右方向にカーブしている曲線路を走行していることを示すとき、先行車両存在領域Ｓｒを回転角速度の大きさに応じて曲率を判断し、判断した曲率に応じて撮像画像における右方向に移動させる。一方、距離測定装置２に備えられる距離測定部１０２は、回転角速度データによって示される回転角速度が、自車両が左方向にカーブしている曲線路を走行していることを示すとき、先行車両存在領域Ｓｒを回転角速度の大きさに応じて曲率を判断し、判断した曲率に応じて撮像画像における左方向に移動させる。
［００９１］
これにより、距離測定装置２に備えられる距離測定部１０２は、自車両、或いは先行車両が曲線路を走行しているときでも、先行車両のみの直接光原に基づいて当該先行車両との相対距離を測定できる。
［００９２］
また、上記第１の実施形態では、カメラ１０１がＣＣＤカメラであるものとしたが、他の一実施形態では、カメラ１０１がＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）カメラなど、自車両の走行方向を逐次撮像して画像データを生成できるのであれば、他の種類のカメラを用いてもよい。
［００９３］
また、上記第１の実施形態では、警報ブザー１０６は、電動ブレーキＥＣＵ１０５によって危険信号が取得されたときに警告音を出力するものとした
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
。しかしながら、他の一実施形態では、衝突判断部１０３によって生成される危険信号を警報ブザー１０６が直接取得できるように距離測定装置１を構成し、衝突判断部１０３によって生成された危険信号を直接取得したときに、警報ブザー１０６が警告音を出力するようにしてもよい。
［００９４］
また、上記第１の実施形態では、カメラ１０１によって夜間に撮像された撮像画像を示す画像データに基づいて距離を測定するものとした。しかしながら、他の一実施形態では、カメラ１０１によって夜間に撮像された画像に対して２値化処理、或いはエッジ検出処理などをして直接光、及び反射光のみを抽出する処理をした画像を示す画像データに基づいて第１の実施形態で説明したように距離を測定してもよい。
［００９５］
また、上記第１の実施形態で説明した第１のピークしきい値ｔｈｐ１、第２のピークしきい値ｔｈｐ２を、第１の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ１、及び第２の曲線幅しきい値ｔｈｐｂ２はそれぞれ図示しない記憶部に予め記憶させておいてもよい。
［００９６］
また、上記第１の実施形態では、横方向積算輝度分布から抽出曲線を抽出するときに、横方向積算輝度分布においてピーク値を生じる位置から撮像画像の縦方向の両側に向かって当該横方向積算輝度分布を走査することにより、それぞれのピーク値を生じる位置を基準とする両側の横方向積算輝度分布がそれぞれゼロになるまでの位置を検出して、互いの位置に含まれるそれぞれの範囲の横方向積算輝度分布を、それぞれ抽出曲線として抽出するものとした。しかしながら、他の一実施形態において、例えば、図１０に一例として示すように、ゼロにならずに極小値を有する横方向積算輝度分布から抽出曲線を抽出する場合には、それぞれのピーク値を生じる位置（図１０に示す一例では、Ｙ１、及びＹ２）を基準とする両側の横方向積算輝度分布がそれぞれ極小値を迎えるまでの位置を検出して、互いの位置に含まれるそれぞれの範囲（図１０に示す一例では、Ｙｍ１、及びＹｍ２）の横方向積算輝度分布をそれぞれ抽出曲線として抽出してもよい。
［００９７］
以上、本発明を詳細に説明してきたが、上述の説明はあらゆる点において
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明の一例にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。
産業上の利用可能性
［００９８］
本発明によれば、夜間においても画像に基づいて先行車両との相対距離を測定できる距離測定装置を提供でき、例えば、自動車などの移動体に搭載される距離測定装置などに有用である。
符号の説明
［００９９］
１    距離測定装置
１０１    カメラ
１０２    距離測定部
１０３    衝突判断部
１０４    表示部
１０５    電動ブレーキＥＣＵ
１０６    警報ブザー
１０７    ヨーレートセンサ
【国際調査報告】
2011055418.tif 000018
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